13/01/04
Le développement des microtechnologies permet aux scientifiques de pénétrer plus facilement le monde microscopique. Cependant, au microscope ordinaire, l'apparence des cellules reste identique et difficile à distinguer. À cette fin, les scientifiques ont inventé diverses méthodes : le recours au génie génétique pour transformer les cellules, l'utilisation de colorants pour colorer les cellules… Enfin, au microscope, la cellule n'est plus monotone, mais offre un spectacle magnifique.
Que l'on soit devant un objet ou non, l'œil utilise toujours le même type d'information : les cellules rétiniennes captent les photons. L'information est transmise au cerveau, qui la réduit pour l'image. Si l'objet est trop petit, la réflexion du photon est trop faible et l'œil humain ne peut en percevoir la structure. L'observation de la technique microscopique est alors essentielle. Cet article présente des images qui, outre leur valeur académique importante, sont d'une grande beauté artistique. Elles représentent les techniques de microscopie optique les plus avancées en recherche biologique.
La microscopie optique connaît actuellement une évolution sans précédent. Grâce à de nouveaux marqueurs fluorescents et à des techniques de génie génétique, les scientifiques modifient les échantillons de tissus, permettant ainsi au microscope de colorer ces échantillons, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles découvertes. Cette nouvelle technologie, adoptée par les chercheurs, permet de colorer chaque nerf cérébral de souris de manière lisible et variée. Elle permet d'analyser le suivi axonal complexe des réseaux neuronaux et de dresser une cartographie complète de ces réseaux, une tâche impossible à réaliser avec les anciennes technologies d'imagerie.
La précision du microscope a également été améliorée. Il est possible de marquer une protéine spécifique, puis d'observer son activité au niveau de la chaîne d'organisation, la division et la différenciation cellulaires dans les moindres détails, et d'appréhender tout d'un seul coup d'œil. Les chercheurs peuvent capturer rapidement des événements instantanés au sein d'une cellule ou d'un tissu, sous une lumière vive, et observer le processus de la vie intracellulaire sous une faible lumière. Grâce au développement des microtechnologies, l'opposition entre vitesse et résolution d'acquisition d'images sera résolue.
À l'heure actuelle, plusieurs techniques microscopiques peuvent même les structures biologiques les plus subtiles (et le traitement a été observé dans un grand nombre de données d'observation), la large application de ces techniques, pour nous permettre de comprendre l'essence de la vie a posé des bases solides.
Cerveaux complexes : grâce à la microscopie biphotonique (microscopie biphotonique), Thomas Deerinck de l'Université de Californie à San Diego a photographié un échantillon de tissu cérébelleux de souris de seulement 400 µm d'épaisseur, présentant une microstructure fine (photo ci-dessus). Le vert représente les cellules de Purkinje (neurones de Purkinje), le rouge les astrocytes (cellules gliales) et le bleu le noyau. Jean Livet de l'Université Harvard a utilisé la microscopie confocale pour étudier des tranches de tissu du tronc cérébral de souris génétiquement modifiées (340 µm). Grâce à cette modification génétique, chaque neurone de la souris présente une couleur différente (voir ci-dessous). Pour donner aux neurones une couleur différente (c'est-à-dire un « arc-en-ciel »), les scientifiques pourront observer la direction d'un seul axone dans le réseau neuronal complexe.
Structure tissulaire de l'oreille interne de la souris
L'espace étant étroit et difficile à séparer, la structure de l'oreille interne est très difficile à observer. Sonia Piot (Sonja Pyott), de l'Université de Caroline du Nord (Campus de Wilmington), a capturé des cellules ciliées de l'oreille interne de souris (en haut à gauche). Ces cellules peuvent convertir mécaniquement les ondes sonores en signaux électriques. Sur l'image, les cellules ciliées sont vertes, tandis que les cellules des cellules ciliées sont rouges et bleues, suivies du noyau (microscopie confocale). Glenn MacDonald (MacDonald Glen), de l'Université de Washington, utilise une méthode de coloration similaire pour capturer la structure tissulaire de l'oreille interne de souris (microscopie confocale).
Fibre musculaire chez la drosophile
Les cellules musculaires constituent un tissu musculaire résistant. L'image ci-dessus montre une coupe transversale des muscles de la langue de souris, réalisée par Thomas Deerinck (Thomas Deerinck) de l'Université de Californie à San Diego. L'image suivante montre la main d'Hermann Aeberli (Aberle Hermann), de l'Université de Münster, en Allemagne, montrant les fibres musculaires élargies des drosophiles. En raison de variations génétiques, les fibres musculaires de la drosophile semblent désorganisées (microscopie confocale).
Os de chèvre 4 fois
Nageoires et os de chèvre : deux images montrent la structure tissulaire dense du corps des vertébrés. Ramat Gan, Israël. Samuel Silberman a placé un os de nageoire de poisson agrandi cent fois et l'a placé au-dessus de l'automne marbré (grâce à la technologie d'éclairage à fibre optique). Afin d'observer les changements de la formation osseuse, de la densité minérale osseuse et de la teneur en minéraux, le centre de cancérologie Mo Moffett de Tampa, en Floride, Mark Lloyd et Noel Clark ont agrandi l'os de chèvre quatre fois (voir graphique, microscopie Hirono).
Os de chèvre 4 fois
Nageoires et os de chèvre : deux images montrent la structure tissulaire dense du corps des vertébrés. Ramat Gan, Israël. Samuel Silberman a placé un os de nageoire de poisson agrandi cent fois et l'a placé au-dessus de l'automne marbré (grâce à la technologie d'éclairage par fibre optique). Afin d'observer les changements de la formation osseuse, de la densité minérale osseuse et de la teneur en minéraux, Mark Lloyd et Noel Clark, du centre de cancérologie Mo Moffett de Tampa, en Floride, ont agrandi l'os de chèvre quatre fois (voir graphique, microscopie Hirono). Des microtubules se forment autour des chromosomes (bleu).
Voici Jan Schmoranza (Sch-moranzer Jan), de l'Université Columbia, la membrane cellulaire des cellules traitées par carence en sérum et la structure des microtubules (en vert). Sur le graphique, les microtubules des fibroblastes présentent un comportement anormal. Leur diamètre est d'environ 20 nm ; habituellement, lorsqu'une brèche se forme dans la membrane cellulaire, les microtubules s'y agrégent, mais ce n'est pas le cas. Dans la cellule en interphase, Duke U-serdar, Tulu (U. serdar Tulu) dans des horizons de 138 µm de large a capturé le chromosome (en bleu) autour duquel se forme la formation de microtubules (en jaune, ci-dessous).
Ces images me font penser au célèbre physicien Richard Feynman, dont le récit est « amusant ». Un ami de Feynman pensait que les scientifiques percevaient la beauté des fleurs, et non les artistes, mais que même les belles fleurs, lorsqu'elles s'ouvrent à six ou sept heures, finissent par devenir inintéressantes. Feynman n'était pas d'accord avec le point de vue de son ami. Il a déclaré : « Je le trouve vraiment drôle. Tout d'abord, quelle est la différence entre lui et moi, et ce que je vois ? Je crois que même si je n'ai pas la même formation esthétique que lui, apprécier la beauté d'une fleur… Imaginons le mouvement cellulaire : sa perplexité n'est-elle pas une beauté ? La beauté d'une fleur ne réside pas seulement dans sa forme macroscopique ; dans le monde microscopique, sa structure interne est tout aussi fascinante. Et les fleurs, pour les insectes, sont de Providence et combattent Yan, ce qui est en soi très intéressant, car les insectes peuvent aussi distinguer les couleurs. Pour voir ces belles fleurs, j'aimerais répondre à une question : les animaux inférieurs savent aussi apprécier la beauté des fleurs ? Pourquoi ont-ils la capacité de goûter ? Ces questions intéressantes ont prouvé que la connaissance scientifique ne fera que rendre les fleurs plus mystérieuses, plus fascinantes et plus impressionnantes. »
