Parution

Les techniques de mise en forme de l'illumination pour obtenir un sectionnement optique dans un microscope plein champ permettent de conserver une bonne résolution temporelle tout en améliorant la qualité des images. Parmi elles, deux techniques sont particulièrement répandues : l'illumination structurée et l'imagerie confocale en ligne. Jusqu'ici cependant le lien entre la qualité du sectionnement optique et les paramètres d'illumination (longueur d'onde, ouverture numérique, motif d'illumination) était peu explicite et reposait sur des calculs numériques lourds.

En dérivant des formules analytiques simples et en les comparant à des données expérimentales, ce nouveau travail publié dans Biomedical Optics Express permet de prédire précisément et d'optimiser la qualité du sectionnement axial obtenu, mais aussi de déterminer quelle approche fournira les meilleures images selon le type d'échantillon étudié, notamment en termes de rapport signal-à-bruit.

Pour en savoir plus, vous pouvez aller voir l'article scientifique dans Biomedical Optics Express.

• En savoir plus sur Quantifier simplement le sectionnement optique par mise en forme de l'illumination

L’équipe LAME (LAsers, Molécules et Environnement) du LIPhy s’équipe d’un peigne de fréquences (Menlo Systems FC1500-ULNnova), une source lumineuse dont le nom fait référence à son spectre composé de raies régulièrement espacées. Cet équipement de pointe représente un investissement de 350 k€, financé par le réseau REFIMEVE, l'UGA, le CNRS, le LIPhy et l'équipe LAME. Ce type de source est l’équivalent de millions de diapasons optiques dont les fréquences sont parfaitement connues et couvrent une gamme s'étendant de l’infrarouge (2,1 µm) au visible (500 nm), et permet de calibrer avec une précision extrême la fréquence de tout laser dans cette gamme.

Le LIPhy devient par la même occasion un nœud clé du réseau REFIMEVE, Infrastructure de Recherche qui distribue une référence de temps et de fréquence ultraprécises en Europe par le réseau fibré télécom. Le fait que le peigne de fréquence et le nœud du réseau se trouvent au même endroit présente un double intérêt réciproque.

• D'une part, cela permet d'améliorer la qualité de la couverture du signal REFIMEVE, initialement produit au Laboratoire Temps Espace (LTE, Paris) à partir d'horloges atomiques, mais qui se dégrade au cours de sa propagation sur des centaines de kilomètres et doit donc être retravaillé en différents points du réseau.
• D'autre part, cela permet de stabiliser le spectre émis par le peigne de fréquences et ainsi de disposer au LIPhy de sources laser dont la fréquence est extrêmement stable et connue de façon absolue avec une grande précision. Par exemple, une source innovante, financée par le labex FIRST-TF et asservie au peigne, permet de produire un faisceau laser dont la fréquence de 473612337576230 Hz (correspondant à une longueur d'onde dans le vide de 632.991234 nm) est équivalente à celle d’un laser He-Ne, mais avec une largeur spectrale inférieure à 5 kHz et donc 200 fois meilleure, et une stabilité long terme garantie à mieux que 10 Hz !

Disposer de sources laser à la pureté spectrale élevée et calibrée est absolument crucial pour les expériences de métrologie réalisées au laboratoire. Au sein de l'équipe LAME, cela rend par exemple possible les mesures de rapports isotopiques essentiels aux géosciences, de profils de raies à la base des mesures satellitaires, de spectroscopie THz pour l’astrophysique, ou encore de quantités d’intérêt fondamental. Ces faisceaux laser de compétition ont aussi pour vocation d'être distribués aux laboratoires voisins, comme l'Institut des Géosciences de l'Environnement (IGE) via le projet ERC DocPAST, mais aussi à l'ensemble des expériences du LIPhy qui peuvent en tirer bénéfice, comme par exemple pour les interféromètres de l'Appareil à Force de Surface dynamique développé dans l'équipe MODI qui permet d'étudier le comportement de fluides confinés à l'échelle nanométrique.

• En savoir plus sur Le LIPhy acquiert un peigne de fréquences référençable au réseau REFIMEVE

Un tour d'horizon du sujet est proposé dans cet article publié dans CNRS Le Journal.

• En savoir plus sur Élucider les mécanismes de la motilité cellulaire

Pour en savoir plus, allez voir l'article publié sur le blog Focus sciences.

• En savoir plus sur Comprendre les ions pour mieux recycler les métaux

Ce comportement surprenant s'explique par le fait que la surface de la gouttelette se solidifie en une fine nano-coque cristalline qui se courbe comme une minuscule pita (poche plate) hexagonale, adoptant un profil en étoile à six branches lorsque son intérieur se gonfle ou que sa surface se rétracte. Contrairement à l'origami classique, où le pliage s'effectue le long de lignes de pliage fixes, les plis de l'hexapita gonflable sont mobiles : ils glissent sur l'interface à mesure que la gouttelette se déforme, remodelant continuellement l'étoile. L'hexagramme qui en résulte, symbole commun à toutes les cultures, émerge de l'interaction entre la thermodynamique interfaciale, la géométrie, la topologie et l'élasticité. En révélant ce mécanisme d'origami mobile à l'échelle nanométrique, ces travaux ouvrent de nouvelles voies pour la conception de colloïdes et de nanoparticules de forme complexe. Ils suggèrent que des principes de pliage similaires pourraient être à l'œuvre dans les systèmes biologiques, jouant un rôle dans la morphogenèse d'organismes complexes, tels que les bactéries en forme d'étoile à six branches, et au-delà.

Pour en savoir plus, vous pouvez aller voir :

• l'article scientifique dans Physical Review Letters,
• les articles de médiation scientifique publiés dans Physics Magazine, Chemical & Engineering News, Phys.org, EurekAlert!, Scienmag, Bioengineer.org, The Silicon Review & Life Technology.

• En savoir plus sur Origami liquide et étoile à six branches

Pour en savoir plus, allez donc voir l'actualité publiée par le CNRS.

• En savoir plus sur La transition environnementale s’enracine au CNRS, et le LIPhy y contribue !

Pour en savoir plus, allez voir :

• l'actualité publiée sur les sites de l'UGA et de CNRS Physique,
• l'article scientifique publié dans Proceedings of the National Academy of Sciences.

• En savoir plus sur Liquides ioniques : patience et longueur de temps résolvent plus de dix ans de controverse scientifique

Mesurer le signal rapporté par des biosenseurs fluorescents reposant sur le principe de transfert d’énergie FRET est complexe avec un microscope classique de fluorescence. En effet, il faut mesurer l’intensité de fluorescence dans trois canaux différents et corriger les biais inhérents à cette technique. Pour cela, la méthode QuanTI-FRET avait proposé un protocole pour calibrer l’ensemble du dispositif expérimental et prouvé une mesure absolue du signal FRET [1]. Cette calibration s’appuyait sur des étalons de FRET dont l’obtention s’est révélée potentiellement fastidieuse.

Nous proposons de tirer parti de propriétés intrinsèques de ces biosenseurs pour calibrer directement à partir des images d’intérêt et d’éviter l’étape supplémentaire avec les étalons de FRET. L’application de cette idée d’autocalibration est démontrée dans un article scientifique [2]. Pour permettre à toutes les équipes de recherche de profiter de cette méthode simplifiée et toujours quantitative, nous avons créé un code d’analyse en Python publiquement disponible [3] mais aussi sous forme d’un plug-in pour le logiciel libre de microscopie Napari [4]. La méthode est donc utilisable sans aucune connaissance de Python, elle simplifie à la fois le protocole expérimental et l’analyse des biosenseurs FRET tout en conservant des résultats non-biaisés et quantitatifs.

Plus d'informations sur la page web dédiée.

[1] A. Coullomb, C. M. Bidan, C. Qian, F. Wehnekamp, C. Oddou, C. Albigès-Rizo, D. C. Lamb & A. Dupont. QuanTI-FRET: a framework for quantitative FRET measurements in living cells. Sci. Rep. 10, 6504 (2020)

[2] J. Leblanc, A. H. Lombard, A. Saumureau, S. Costrel, J. Revilloud, A. Coullomb & A. Dupont. Live-cell quantitative FRET imaging made simple by autocalibration in QuanTI-FRET. Eur. Phys. J. E 48, 74 (2025)

[3] https://gricad-gitlab.univ-grenoble-alpes.fr/liphy/quanti-fret

[4] https://napari-hub.org/plugins/quanti-fret.html

• En savoir plus sur Publication d’un logiciel libre pour des analyses FRET faciles et quantitatives

Ce nouveau pas vers la compréhension du développement de la vie (extra)terrestre est paru dans Nature Communications.

Pour en savoir plus, allez voir :

• l'actualité publiée sur le site de CNRS Chimie,
• l'article scientifique publié en accès ouvert dans Nature Communications.

• En savoir plus sur Fragilité révélée des bactéries extrêmophiles

Après deux semaines sans arrosage, la plante semble appeler désespérément à l'aide, ses feuilles tombant complètement au sol...  Heureusement, cet état est réversible et la plante retrouve rapidement sa forme après avoir été arrosée !  Qu'est-ce qui rend cette plante si particulière ?

Anatomiquement, les pétioles qui relient les feuilles au sol se comportent comme une charnière : ils ont une section en forme de U plutôt que ronde et contiennent beaucoup de tissus mous riches en eau. Lorsque la plante est sèche, la base en forme de U se plie fortement ; cela s'apparente à la flexion d'un mètre ruban métallique pliant sous une charge suffisante, sauf que la transition que nous observons ici est plus lente.

Inspirés par ces observations, des chercheurs ont mis au point une charnière biomimétique : il s'agit d'un ruban en caoutchouc contenant des cavités et dont la section en U peut être modifiée par pression pneumatique. Elle offre une rigidité à la flexion programmable et peut se plier soudainement sous une charge, reproduisant ainsi le phénomène observé chez la plante.

Pour en savoir plus, vous pouvez aller voir :

• l'article scientifique dans Quantitative Plant Biology,
• cette courte vidéo destinée au grand public sur la chaîne Youtube du LIPhy.

• En savoir plus sur Une plante très démonstrative : les réactions du Spathiphyllum au stress hydrique