DISCO
Pour survivre dans leur milieu, les bactéries doivent s'adapter à des conditions de croissance très différentes. Parmi leurs techniques d’adaptation, les bactéries utilisent une protéine appelée Hfq et des acides ribonucléiques (ARN) qui lui sont associés.
Un challenge majeur en chimiothérapie est de déterminer les paramètres in cellulo qui contrôlent la concentration de médicament requise pour l'action thérapeutique. Une méthode combinant spectrofluorimétrie et microscopie a été développée par l’équipe « Transporteurs Membranaires, Chimiorésistance et Drug-Design » (Faculté de Médecine et Pharmacie, Aix-Marseille Université) en collaboration avec la ligne DISCO, pour mesurer l'accumulation d’antibiotique chez des bactéries Enterobacteriaceae.
La section scientifique Sciences de la vie de SOLEIL est un groupe actif composé d’environ 30 experts dans divers domaines. L’upgrade en cours du synchrotron SOLEIL (projet SOLEIL II) contribuera à l'émergence de méthodes visant à améliorer les capacités d'imagerie à haute résolution spatiale et temporelle des cellules, des tissus et des organes.
Les récentes révolutions dans le domaine de la cryo-tomographie électronique (cryo ET) a changé notre façon d'envisager les approches d’imagerie intégratives. L'association de la cryo EM (SPA et ET) aux techniques basées sur le synchrotron facilite grandement la corrélation des informations moléculaires et structurales, du niveau atomique au niveau cellulaire. L'expertise combinée des équipes des lignes de lumière dédiées aux sciences de la vie à SOLEIL constitue la base du développement d'une approche post-upgrade de la biologie intégrative.
Contact
Pour toute demande d'informations générales, veuillez utiliser notre adresse e-mail : life-sciences@synchrotron-soleil.fr
Lignes de lumière et Laboratoires de la section
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L'équipe Sciences de la vie
HPLC-MALLS-RI | GRADES Data Analysis | Data Analysis | Cristallography | X-ray spectroscopy |
SAXS | HPLC-MALLS-RI | |||
SR Circular Dichroism | GRADES Data Analysis | Infrared micro-spectroscopy | ||
X-ray tomography | ||||
X-ray tomography | SR Circular Dichroism |
Imaging | Imaging |
Les actualités
Toutes les actualités
SUCCESS STORY – Programme ESR – NEPHEWS Aleksandra Krajcer, accueillie sur la ligne (...)
Highlights de SOLEIL 2024
| Scientific axes | Experimental techniques | Techniques of analysis | ||
|---|---|---|---|---|
Les agents pathogènes (ré)émergents dans leur environnement | Méthodes synchrotron pour les médecins | Des plantes pour un monde en mutation | Structure of biomacromolecules : X-Ray (Imaging), Christallography (Diffraction), SAXS (Scattering), SRCD APPI |
|
| Spectromicroscopy Infrared, DUV, X-Ray | ||||
| X-Ray Imaging Coherent, Tomography, full field, scanning nanoprobres | ||||
Les agents pathogènes (ré)émergents dans leur environnement
L'apparition récente de nouvelles maladies et la réémergence d'anciennes maladies continuent de constituer une menace sérieuse pour l’humanité. Le monde a récemment été témoin de l'émergence d'une nouvelle menace liée au coronavirus (SARS-Cov2). En effet, de nombreux virus et bactéries évoluent rapidement pour propager au sein de la population hôte. Ce faisant, certains de ces pathogènes vont altérer la santé de l’hôte conduisant dans les cas les plus extrêmes à sa mort. Le réchauffement climatique a exacerbé cette situation en favorisant la propagation des vecteurs de ces maladies, ce qui a des conséquences dramatiques sur notre environnement et notre santé. Les maladies épizootiques et anthropo-épizootiques représentent clairement une menace majeure pour la santé humaine. L'ampleur totale de la pandémie actuelle de SARS-Cov2 ne sera pas connue avant plusieurs années. Mais, pour prendre un autre exemple, selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), l'impact du virus de la grippe A est estimé à 3 à 5 millions de cas de maladie grave et jusqu'à un demi-million de décès dans le monde chaque année. La situation s'aggravera encore lorsque les virus muteront en formes virulentes provoquant des pandémies humaines qui se reproduiront toutes les quelques décennies. La surutilisation et la mauvaise utilisation des traitements antibiotiques chez l'Homme et le bétail, ainsi que les quantités importantes de médicaments rejetées dans les déchets urbains, sont un facteur majeur dans l'apparition de bactéries multirésistantes, plus communément appelées superbactéries. C’est pourquoi la découverte de nouveaux antibiotiques et leur développement sont nécessaires de toute urgence pour faire face aux dangers liés à l'émergence et à la propagation de bactéries multirésistantes, en particulier les pathogènes Gram négatifs appartenant au groupe ESKAPE. Notre connaissance insuffisante de la structure complexe de leur membrane externe et de leur organisation interne reste une lacune importante qui doit être comblée si nous voulons pouvoir comprendre les mécanismes à l'origine de la résistance aux antibiotiques et leur absorption par les bactéries vivantes. Il est donc essentiel de mieux comprendre comment les agents pathogènes interagissent avec leur hôte et se propagent dans l'environnement, et comment ils peuvent être combattus.
Toutes les maladies (ré)émergentes ont en commun des liens étroits entre l'adaptation structurale des molécules des microbes et leur virulence ou leur résistance spécifique. Afin de soutenir la collaboration nationale entre les scientifiques des organismes de recherche spécialisés (CNRS, CEA, IRBA, Institut Pasteur, INSERM, INRAe, etc.), SOLEIL renforcera sa combinaison existante de techniques d’analyses structurales de pointe pour déchiffrer les bases moléculaires qui sous-tendent les mécanismes de virulence et de résistance. De nouvelles méthodes d'imagerie révolutionnaires sont en cours de développement i) au niveau cellulaire, où les médicaments et les protéines peuvent être suivis dans des cellules vivantes ou en différé en conditions cryogéniques sur des échantillons entièrement hydratés, et ii) au niveau tissulaire, où des modalités d'imagerie innovantes permettront de mieux comprendre les effets induits par ces maladies chez les animaux et les patients. Ce n'est que grâce à la coordination intégrée du large éventail d'expertises spécialisées fournies par des groupes de recherche indépendants que des solutions durables pourront voir le jour.
Méthodes synchrotron pour les médecins
Les médecins, qui sont en première ligne dans la prise en charge des maladies et des traumatismes, sont constamment à la recherche de nouveaux outils diagnostiques. Les technologies thérapeutiques et l'imagerie biomédicale ont grandement bénéficié des méthodes de rayonnement synchrotron pour un diagnostic plus rapide et plus fiable. Celles-ci comprennent, sans s'y limiter, l'irradiation par microfaisceau de rayons X et les thérapies par activation photonique, la tomodensitométrie, l'angiographie coronarienne, la bronchographie et la mammographie. L'intégration de techniques complémentaires utilisant le rayonnement synchrotron contribue à enrichir la fiabilité des bases de données utilisées par les chirurgiens lors de l'ablation de tumeurs afin de mieux définir les limites des tissus malins. Les outils d'imagerie disponibles dans les hôpitaux offrent une faible résolution spatiale, ce qui, dans certains cas spécifiques (tels que l'apparition de faux positifs dans le marquage radioactif), nécessite le recours à des technologies d'imagerie de pointe disponibles uniquement dans les synchrotrons.
SOLEIL a déjà contribué à de tels diagnostics, avec plusieurs cas médicaux résolus, notamment celui d'un patient souffrant de cristaux de dihydroxyadénine. Les études biomédicales nécessitent en général des résolutions spatiales comprises entre 0,5 et 10 microns, rarement inférieures à 50 nanomètres. Les modalités d'accès à l'instrumentation doivent respecter les principes de bioéthique et un soin particulier doit être apporté au renvoi des échantillons de biopsie à l'hôpital après analyse. De même, la prudence est de mise lors de l'analyse des échantillons, car aucune dégradation (telle que les dommages causés par des doses trop élevées de rayons visibles, UV ou X) ne peut être tolérée : la mise au point d'un passeport pour les échantillons (voir Instrumentation et méthodes, chapitre 4) est un important outil de facilitation. En outre, il devient indispensable d'améliorer le diagnostic en caractérisant les maladies induites par des mutations au niveau moléculaire.
Des plantes pour un monde en mutation
- Alimentation :
Dans un contexte de population croissante, la consommation alimentaire mondiale doit être adaptée afin de limiter l'impact humain sur le réchauffement climatique. De nombreux rapports recommandent de réduire la consommation de protéines animales. De nouvelles sources de protéines sont nécessaires, et les protéines végétales apparaissent comme des alternatives prometteuses. Dans la pratique, les protéines végétales sont difficiles à digérer par les omnivores en raison de leurs faibles solubilité et accessibilité cellulaire, et de leur teneur en soufre, ce qui rend nécessaire leur traitement enzymatique préalable pour une meilleure métabolisation par les enzymes humaines. Le maintien de la qualité des sols exempts de polluants et la prévention de l'entrée de ces polluants dans la chaîne alimentaire sont abordés dans la partie « Environnement ».
- Sécheresse :
En réponse à l'évolution des quantités de précipitations due au changement climatique, il est urgent d'étudier la résilience des arbres et des plantes à la sécheresse et l'adaptation de l'agriculture à de nouvelles espèces végétales plus résistantes. Les arbres et les cultures, ainsi que leur adaptation à la sécheresse, doivent être étudiés à l'échelle tissulaire et moléculaire. L'imagerie structurale et chimique, à la résolution la plus élevée possible sur des échantillons vivants et fixés, permettrait de comprendre les bases moléculaires et cellulaires de leur résilience.
- Matériaux biosourcés :
Les défis qui se profilent dans notre monde en constante évolution sont nombreux et les solutions aux problèmes de demain viendront de divers domaines de la recherche et du développement. Le passage à une ère post-pétrolière pourrait devenir l'un des problèmes les plus difficiles à résoudre, notamment en termes de chimie des polymères, nécessaire à la production de tous les objets utilisés dans notre société de consommation. À cet égard, les synthons (unités structurales au sein d'une molécule) nécessaires à la fabrication de nos gadgets préférés peuvent également être trouvés dans les déchets (organiques/mous), soit en valorisant les déchets urbains et industriels, soit en valorisant les déchets végétaux issus de la production agricole durable. Les enzymes qui catalysent la production de ces synthons doivent encore être pleinement caractérisées et optimisées.
- Santé et maladies des plantes :
Les plantes sont sensibles aux effets du réchauffement climatique et aux techniques agricoles intensives. Cette pression environnementale a pour conséquence de rendre les plantes vulnérables à la propagation rapide d'agents pathogènes qui peuvent détruire les cultures et entraîner des pertes économiques importantes.
Laboratoires
Le laboratoire de biologie, classé P2, apporte son soutien aux utilisateurs pour la préparation de leurs expériences et aux chercheurs de SOLEIL dans le domaine de la santé et de la biologie.
Le laboratoire de microfluidique de SOLEIL (MF Lab) est dédié à la fabrication et à l'analyse de systèmes microfluidiques compatibles avec les applications sur les lignes de lumière. Il fournit des instruments de microfabrication ainsi que des outils d'analyse à l'échelle micrométrique, dans une salle blanche dédiée à ce type d'expériences.
Deux laboratoires sont disponibles au Synchrotron SOLEIL. Leur mission est d'assurer un soutien technique et scientifique aux utilisateurs pour la préparation des échantillons dans le cadre des expériences menées sur les lignes de lumière. Ils fournissent également aux scientifiques de SOLEIL les infrastructures et les équipements nécessaires aux projets de recherche spécifiques dans le domaine de la chimie.
Collaborations
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Vous trouverez ici des formations théoriques et pratiques sur les techniques proposées par les lignes de lumière de la section Sciences de la vie.
Cours impliquant des membres de la section Sciences de la vie
Cette école est conçue pour former des étudiants, des post-doctorants et des scientifiques chevronnés issus d'universités et de laboratoires européens et non européens dans le domaine des rayonnement neutronique et synchrotron pour l'étude de la matière condensée (biologie, chimie, physique, science des matériaux, géosciences, applications industrielles).
L'université Ludwig-Maximilian de Munich (Allemagne), l'université de Lund (Suède), l'université de Porto (Portugal), l'université de Szeged (Hongrie) et l'université Paris-Saclay ont uni leurs forces pour créer une université européenne pilote, animée par les valeurs européennes et engagée dans l'enseignement supérieur et la formation sur les défis liés à la santé et au bien-être.
Ecole de biologie structurale intégrative et cellulaire :
De nos jours, les problèmes en biologie structurale ne peuvent souvent pas être résolus à l'aide d'une seule technique, mais nécessitent une combinaison de méthodes, notamment la RMN, la cristallographie par rayons X, la microscopie électronique, la spectrométrie de masse structurale et le SAXS. Les données hétérogènes obtenues par ces méthodes doivent être combinées à des techniques avancées de modélisation moléculaire. L'objectif de ces de biologie structurale intégrative et cellulaire cours est de fournir aux jeunes scientifiques qui possèdent des connaissances plus spécialisées dans l'une de ces techniques un aperçu du large éventail de méthodes structurales modernes disponibles. Le cours comprend une formation pratique aux approches numériques d'intégration des données (telles que IMP, HADDOCK, ...). Le cours s'adresse principalement aux étudiants diplômés / postdoctorants, mais les candidatures de scientifiques de tous niveaux sont encouragées. L’école comprend des conférences qui présenteront les principes et les limites des différentes techniques, ainsi que des travaux pratiques sur l'analyse des données à l'aide des principaux programmes d’affinement / modélisation des structures.
SERP+ :
Le master SERP+ vise à former les étudiants aux outils expérimentaux et théoriques les plus performants utilisés et développés en chimie, afin qu'ils deviennent les meilleurs chercheurs et gestionnaires dans des domaines d'une grande importance.
L'école RéNaFoBiS d'Oléron propose une formation théorique et appliquée aux différentes approches utilisées en biologie structurale (diffraction et diffusion des rayons X, RMN, cryo-microscopie, ouverture vers d’autres techniques d’imagerie moléculaire et cellulaire, analyses et caractérisations des interactions macro-moléculaires). Cette école met l’accent sur l’intégration de plusieurs de ces méthodes pour répondre aux grandes questions de la biologie fonctionnelle à l’échelle cellulaire. Cette formation montre les apports et les limites de chaque méthode et leur complémentarité.
MOOC: Voyage au cœur du vivant avec les rayons X : la cristallographie
L’utilisation des structures tridimensionnelles de macromolécules biologiques fait partie du quotidien d’un grand nombre de biologistes. Ces structures permettent de comprendre leur fonctionnement, de dessiner des mutants pour étudier leur fonction, de dessiner des molécules pour les bloquer ou les activer.
L’approche majeure pour résoudre la structure tridimensionnelle de macromolécules biologiques est la cristallographie aux rayons X. Ce MOOC est une initiation complète à la cristallographie biologique : depuis l'histoire de la méthode jusqu'à ses outils concrets.Nous vous transmettons nos connaissances et notre expérience par le biais de vidéos théoriques et en situation.
Cela fait maintenant 10 ans que l’INRA et SOLEIL ont engagé une fructueuse collaboration, qui s’appuie sur la présence d’ingénieurs INRA mis à disposition à SOLEIL. Un ouvrage, paru en janvier 2017, rassemble une trentaine de résultats de recherche issus de cette collaboration.
C’est le plus ancien objet fabriqué à la cire perdue : 6000 ans. Le secret de fabrication d’une amulette en cuivre vient d’être élucidé, grâce à une nouvelle approche d’imagerie spectrale de photoluminescence UV/visible.
DISCO est une ligne de lumière couvrant la gamme VUV-visible, dédiée à la biologie et la chimie. La gamme spectrale est optimisée entre 60 et 700 nm, avec conservation de la polarisation naturelle de la lumière.
DISCO est composée de deux stations expérimentales : SRCD (dichroïsme circulaire avec le rayonnement synchrotron) et Imagerie UV.
Les actualités de la ligne
Toutes les actualités de la ligne
École européenne HERCULES 2026 à SOLEIL
Highlights de SOLEIL 2024
L'équipe
* Prestataire extérieur, intérimaire ou collaborateur
Actualités en vidéos
Toutes les vidéos de DISCO
Le lin, d’hier à aujourd’hui
Les lumières de SOLEIL (VFSTF et LSF) (2/3)
Photo Disco team et Associés
Associés
Marie-Françoise Devaux : IR INRA - chimiométricienne
Données techniques
- Optiques
-
Flat and toroid mirrors with a cold finger just before for M0. Beam divided in three for the endstations.
- Source
-
Dipole Radiation: 40 mrad H x 10 mrad V
- Par branche
-
BRANCHE
SRCD
POLYPHEME
Domaine d'énergie
120-400 nm
180-1000 nm
Résolution en énergie
0.1 nm
0.5 nm
Flux @ first optical element
10 e+14 Phot/s/0.1%bw @ 100 nm
Environnement échantillon
Cellules en CaF2
Inverted microscope
with spectral and temporal
resolutions with controled
temperature and CO2Taille de faisceau sur l'échantillon
4x4 mm2
0.1x0.1 μm2
Detecteurs
PMTs
PMTs, time gated CCD
- Polarisation
-
Circulaire
- Optical design
-
DISCO beam is extracted from a dipole : D04.1 (1.71 T). A 40 per 10 mrad opening is taken.
- Setup
-
The imaging endstation comprises two inverted microscope with pre and post monochromators and three detectors : one PMT, one phase gated CCD camera and one APD.
The CD endstation comprises one optical bench with a photoelastic modulator, a sample holder and a PMT.
- Other facilities
-
A tiny lab dedicated and very close to DISCO includes a cell laboratory and a mini biochemistry lab.
The huge biochemistry lab for users is located closely undercover from the beamline.
Thématiques scientifiques
| Material sciences | Microscopic Analysis defaults inside optical materials ; prebiotics and fossils inclusions topology inside geological materials. |
|---|---|
| Biochemistry | Proteins and DNA structures and dynamics ; sugar structures |
| Biology , Biomedics | Imaging biochemical reactions inside individual cells with fluorescent proteins; Autofluorescence of tumoral cells and tissues; Study of drug distribution inside human tissues without additional labelling ; diagnosis of hydrophobic molecules |
DISCO is a VUV to visible beamline of phase 2. First users were received in september 2009.
Three endstations are operated around a common scientific topic : Biomolecular investigations, with special emphasis on proteins, particularly membrane proteins:
- A circular dichroism endstation in the VUV range which opens new fields in the investigation of biological molecules, with, in particular, the possibility to follow rapid kinetics such as proteins folding and unfolding in real time,.
- An endstation for mass spectrometry of non-soluble molecules based on VUV photoionization with new opportunities for proteomics and photochemistry of hydrophobic molcules.
- An imaging endstation for biological (living cells) and material applications with new possibilities of excitation and detection, also allowing biomedical investigation of normal and tumoral tissues moreover, new paradigms in autofluorescence diagnosis appear and "abandonned" molecules that fluoresce only in the UV can be used as probes.
Voir aussi la section scientifique à SOLEIL : HelioBio
IMAGING
Information technique sur la branche Imagerie
SR-CD/OCD
Information technique sur la branche SR-CD/OCD
1. SRCD permet d’enregistrer des spectres de dichroïsme circulaire en solution jusqu’à 165 nm même avec des tampons très absorbants et en films jusqu’à 120 nm. Acquisition très rapide de données sur le repliement et la stabilité.
2. IMAGERIE : deux microscopes à disposition (un wiki)
- un premier microspectrofluorimètre, POLYPHEME, pour enregistrer des images d’excitation ou d'émission de fluorescence de molécules absorbant de 190 à 400 nm. Permet également d’enregistrer des spectres issus de nanovolumes uniques.
- un deuxième microscope plein champ, TELEMOS, avec support en z porte objectifs motorisé pour l’imagerie rapide de cellules vivantes par exemple :
- De nombreuses molécules fluorescent lorsqu'elles sont excitées avec des ultraviolets (entre 190 et 400 nm), voici quelques exemples que nous avons rencontrés : les acides aminés aromatiques bien sûr, mais aussi le NADH, la DHE (qui peut remplacer le cholestérol dans les études membranaires), les acides féruliques, la lignine, les quadruplexes de G, les polyènes, ...
- Beaucoup d'oxydes métalliques (ZnO, TiO2) luminescent après une excitation UV
- Un certain nombre de médicaments et d'agents de contraste présentent une fluorescence naturelle après excitation UV
SRCD
La branche SRCD de la ligne DISCO propose une station de mesure du dichroïsme circulaire dans l’ultraviolet violet basée sur l’absorption du rayonnement synchrotron.
Référence de la branche : M. Réfrégiers, F. Wien, H.-P. Ta, L. Premvardhan, S. Bac, F. Jamme, V. Rouam, B. Lagarde, F. Polack, J.-L. Giorgetta, J.-P. Ricaud, M. Bordessoule and A. Giuliani DISCO synchrotron-radiation circular-dichroism endstation at SOLEIL J. Synchrotron Rad. (2012). 19, 831-835
Avantages du SRCD
L’utilisation du rayonnement synchrotron permet d’étendre vers les basses longueurs d’onde le domaine spectral en comparaison avec un appareil de laboratoire. Typiquement, un appareil de laboratoire permet d’atteindre 190 nm alors que l’utilisation rayonnement synchrotron peut permettre d’aller jusqu’à 160 nm, voir figure 1. Au delà, les solvants deviennent opaques.
Analyse des données
Nous vous recommandons fortement d'utiliser BestSel une nouvelle méthode très fiables pour la détermination de structures scondaires à partir de spectres CD et la reconnaissance de repliements des protéines. Les informations détaillées sur l'algorithme se trouvent dans Micsonai et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2015) doi:10.1073/pnas.1500851112.
La grande brillance (ou luminance) du rayonnement synchrotron permet de travailler sur des échantillons turbides ou opaques.
Informations utiles
Les échantillons sont chargés dans des cellules de CaF2, matériau transparent dans le VUV. Les trajets optiques vont de 2,5 μm à 50 μm.
En règle générale, plus l’échantillon sera concentré, plus le trajet optique sera faible et plus les petites longueurs d’onde seront accessibles.
Les concentrations typiques vont de 0,1 à 10 mg/ml.
On utilise quelques microlitres suivant le trajet optique choisi : de 0.5 μl à 15 μl pour les cellules de 2.5 μm et 50 μm, respectivement.
Certains tampons et sels absorbent dans l’UV et sont donc à remplacer. La tableau ci-dessous, adapté de Franz X. Schmid, p. 251 « Protein structure – a practical approach », IRL Press, Oxford 1989, donne les absorbances de sels et tampons à 0.01 M dans des cellules de 0,1 cm.
| Substance | transparent jusqu'à | abs 200 nm | abs 180 nm |
|---|---|---|---|
| NaClO4 | 170 nm | 0 | 0 |
| NaF, KF | 170 nm | 0 | 0 |
| Ac. Borique | 180 nm | 0 | 0 |
| NaCl | 205 nm | 0.02 | >0.5 |
| Na2HPO4 | 210 nm | 0.05 | >0.5 |
| NaH2PO4 | 195 nm | 0 | 0.15 |
| Na Ac. | 220 nm | 0.17 | >0.5 |
| Glycine | 220 nm | 0.1 | >0.5 |
| Diethyl Amine | 240 nm | >0.5 | >0.5 |
| NaOH | 230 nm | >2 | >2 |
| AcideBorique-NaOH | 200 nm | 0 | 0.3 |
| Tricine | 230 nm | 0.44 | >0.5 |
| Tris | 220 nm | 0.13 | >0.5 |
| Hepes | 230 nm | 0.5 | >0.5 |
| Pipes | 230 nm | 0.5 | >0.5 |
| Mops | 230 nm | 0.34 | >0.5 |
| Mes | 230 nm | 0.3 | >0.5 |
| Cacodylate | 210 nm | 0.2 | >0.5 |
Bientôt, ici, un logiciel avancé pour l'analyse des spectres de dichroïsme circulaire: CiDiPy
IMAGERIE
Vous pouvez trouver des astuces sur l'utilisation des microscopes de DISCO, vous trouverez ici quelques informations vous permettant de mieux appréhender les expériences possibles sur DISCO.
Les deux microscopes reçoivent une lumière monochromatique sélectionnable rapidement entre 200 et 600 nm. Le premier, POLYPHEME, est dédié à la microspectroscopie de fluorescence UV, le deuxième, TELEMOS, à l'imagerie plein champ UV.
Référence: Jamme, F., Villette, S., Giuliani, A., Rouam, V., Wien, F., Lagarde, B., & Refregiers, M.Synchrotron UV Fluorescence Microscopy Uncovers New Probes in Cells and Tissues. Microscopy and Microanalysis, 2010, 16(5): 507-514
Préparation des échantillons :
Les deux microscopes sont des statifs inversés, le premier est un IX71, le deuxième un axioobserver Z1. La plupart des échantillons seront donc placés tête en bas avec une lamelle couvre objet en quartz. Les deux objectifs principaux sont à immersion à glycérine, il est également possible d'utiliser des objectifs à air à longue distance de travail.
- Cellules
Nous possédons une cellule attofluor (Invitrogen). Elle permet de recevoir des cellules qui ont poussé sur une lamelle ronde en suprasyl (nous contacter si vous désirez recevoir de telles lamelles). Si vous possédez vos propres chambres d'incubation, n'hésitez pas à nous contacter. - Tissus
Nous conseillons de déposer les biopsies ou coupes sur des lames sans monter de lamelles sauf si vous avez des lamelles UV. Les épaisseurs peuvent varier entre 1 et 10 µm environ, pour des demandes spécifiques n'hésitez pas à nous contacter. Certains milieux de montage transparents aux UVs peuvent être utilisés. - Protocole de fixation (d'après Slavka Kascakova) :
- Before seeding the cells on quartz slides, the slides need to be sterile. It's sufficient to sterilize them with 70% of EtOH (let slides from 30 min - 1 hour in 70% of EtOH and then let them dry under the flow). You can eventually, once the slides are dried, let them under the UV light for 30 min.
- Afterthat the quartz slides are placed into the well plates or Petri dish and cells are deposit on it with its culture medium. The plate is then placed into the incubator with 5% CO2 and 37°C. We are making sure that cells nicely adapt on slide and proliferate.
- Individual cell treatment.....Incubation with nanoparticles, drug or whatever product for different periods. After incubation, cells are washed with PBS or medium without FCS.
- Cell treatment is followed by fixation for microscopic observation: Slide is gently removed from well and placed into the Petri dish with 4 % formalin in PBS for 20 min at room temperature. After this period, cells are then washed for 5 seconds with distilled water, to remove the residual PBS from the surface of the cells. The cells are then dried under ambient conditions and stored in fridge at 4°C. (For drying process, one can eventually deposit the slides on Whatman lens cleaning tissue (http://www.whatman.com/PRODLensCleaningTissue.aspx) (Whatman paper leaves no fibers and it's not damaging optical surfaces). It's also important to mention, that manipulation with slide should be very gentle - very easily one can do scratches on the surface of slide or break the slide.
Platine PI de POLYPHEME
PI 542.2CD – 80x80 mm aperture – 100x100 μm travel range
Liste des objectifs
| 40x Ultrafluar Zeiss Glyc N.A: 0.6 Working distance: 0.36 Features: Infinity corrected | 100x Ultrafluar Zeiss Glyc N.A: 1.25 Working distance: 0.17 Features: |
| 40x OFR LMU N.A: 0.5 Working distance: 1 mm Features: Infinity corrected | 10x Ultrafluar Zeiss N.A: 0.2 Working distance: 7.4 Features: Infinity corrected |
Liste des filtres accessibles sur TELEMOS :
- Dichroïques
DM300, DM400, DM505 - Passe-bandes et passes-hauts
Un panel de filtres passes bandes à l'émission sont utilisables. Ce sont des filtres 1" provenant de chez Omega Filters. Vous pouvez aussi amener vos propres filtres ou discuter avec l'équipe de ligne pour des achats spécifiques pouvant profiter au plus grand nombre.
| Nom | XF1000 | XF3000 | XF1076 | QMAX/EM420-480 | XF3075 | QMAX/EM510-560 | XF3085 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Description | OMEGA | OMEGA | OMEGA | OMEGA | OMEGA | OMEGA | OMEGA |
| Nom | XF1009 | QMAX/EM600-650 | QMAX/EX355-405 | QMAX/EX530-570 |
|---|---|---|---|---|
| Description | OMEGA | OMEGA | OMEGA | OMEGA |
Liste des fluorochromes excitables en UV :
• Pour une liste détaillée de fluorochromes endogènes, nous vous conseillons de consulter :
Wagnieres G.A., Star W.M. and Wilson B.C. (1998) ln Vivo Fluorescence Spectroscopy and Imaging for Oncological Applications. Photochem. Photobiol. 68, 603-632
Les logiciels utilisés sur les deux microscopes :
- Pour l'acquisition de données
- En microspectrofluorimétrie : Labspec
- En imagerie plein champ et 3D : µManager - Pour l'analyse
Pour le traitement d'images spectrales :
- Labspec
- Matlab
Pour le traitement d'images 2D : ImageJ
Pour la déconvolution d'images et la reconstruction d'images 3D: Huygens
Recording mosaïcs
1- In micromanager, check that the pixel size is calibrated
| Objective | Pixel size |
|---|---|
| 10x zeiss ultrafluar | 1.2 um |
| 100x zeiss ultraflar | 0.153 um |
| 40x Zeiss Ultrafluar | 0.313 um |
2- perform slide explorer until you obtain the area of interest in transmission mode, save it
3- define a rectangle (ROI) with imageJ tools and click on ROI -> POS
4- launch a multidimensionnal acquisition with multiposition on but only one filter.
How to perform mosaïcs of images for large area mapping on TELEMOS microscope at DISCO Beamline:
Recording mosaïcs
1- In micromanager, check that the pixel size is calibrated (! for a binning of 1)
| Objective | Pixel size |
|---|---|
| 100x zeiss ultrafluar | 0.153 um |
| 40x zeiss ultraflar | 0.313 um |
| 10x Zeiss Ultrafluar | 1.2 um |
2- perform slide explorer until you obtain the area of interest in transmission mode, save it
3- define a rectangle (ROI) with imageJ tools and click on ROI -> POS
4- launch a multidimensional acquisition with multiposition on but only one filter.
Stitching mosaic
1- you will first need to reorder your data, this can easily be made by opening the saved folder in micromanager and clicking on save stack
2- in FIJI, use the plug-in:Stitchin:Deprecated:Stitch sequence of grid of images
3- use the following options : overlap 12% for the 10x.
4- for post-treatment of mosaics, we recommend the use of BaSiC
That's it !
Do not forget to save the result.
Soon here: ICY protocols for image analysis; because, as ICY's team, we believe in reproducible research.
DISCO reçoit des utilisateurs depuis septembre 2009 sur ses trois stations expérimentales. L'utilisation du rayonnement synchrotron ultraviolet permet d'observer en solution, dans les cellules ou dans les tissus les biomolécules en interactions.
Communautés
Aide Soumission Projets
- N'oubliez pas de contacter un des scientifiques de la ligne.
- Les domaines d'énergies dépendent des branches
- Les environnements échantillons sont définis avec les scientifiques de ligne.
- La justification du temps de faisceau demandé est cruciale.
- Comment citer la ligne et SOLEIL dans vos articles après les expériences ?
Nous vous recommandons de
• Citer la ligne dans les matériels et méthodes (DISCO beamline), avec la référence à Giuliani et al, Journal of Synchrotron Radiation 2010;
• Citer la branche sur laquelle vous avez travailler avec la référence en rapport;
• Remercier SOLEIL dans les acknowledgement, avec le ou les numéros de projets liés à vos expériences;
• Remercier le local contact si vous le souhaitez.
N'oubliez pas de mentionner vos publications liées à la ligne dans le sunset.
Websites & publications of interest
- Sur le CD
- Protocoles d'analyse
- Petit cours de CD - Sur la spectrométrie de masse
- BIBs Platform
- Mass spectrometry lessons (in french) - Sur l'imagerie de fluorescence
- SYCLOPS
- Réseau d'Imagerie Cellulaire Paris XI
- Réseau Technologique de microscopie photonique du CNRS - Site INRA dédié aux expériences sur synchrotron
http://www.inra.fr/inra_cepia/vous_recherchez/des_plates_formes_et_des_outils/soleil
Nos utilisateurs ont du talent...
- CNRS Le Journal a tourné autour d'une manip sur DISCO: https://lejournal.cnrs.fr/videos/le-mystere-de-lamulette
- Katrien Keune et Annelies van Loon ont fait le voyage d'Amsterdam jusqu'à DISCO dans https://www.dekennisvannu.nl/site/media/Science4Arts-Een-gezonde-samenwerking/6217
- Stéphane Pallu et Gaël Rochefort de l'Inserm (CHRO, Orléans) ont tourné un film sur leur travail à DISCO : L'Ostéoporose à la lumière de SOLEIL
- Béatrice Matot (CEA Saclay) a gagné le prix du poster 2010 au user meeting de SOLEIL.
- Francis Canon (INRA, Montpellier) a réalisé un superbe reportage photo sur la ligne lors de sa construction.
Lexique
- DISCO: Dichroism, Imaging and mass Spectrometry for Chemical and biOlogical systems (Inspired author : L. Nahon)
- CD BIO: Old name of DISCO
- CD: Circular Dichroism
- SRCD: Synchrotron Radiation Circular Dichroism
- APEX: Atmospheric Pressure Photoionisation EXperiment
- POLYPHEME:Cyclop was already taken... this is DISCO Microscope nickname, son of Poseidon he does'nt know nobody
- TELEMOS: Another Cyclop with the gift of telling the future, son of Protée
- TARTARO: New Cyclop from the south of France
Sujets liés
Complementary beamlines at SOLEIL
DISCO experiments is complementary to SMIS (Infrared microscopy) for cellular biology. SRCD and Mass spectrometry are complementary to SWING, PROXIMA I and PROXIMA II for structural biology and biochemistry.
Other SRCD beamlines in the world
| B23, Diamond | UV1, ASTRID | 3m NIM1, BESSY2 | BL15, HiSOR |
| Oxon ,UK | Aarhus, Dk | Berlin, DE | Hiroshima, JP |
| BESSY 2 new | NSRL | CD12 revamped | 4B8,IHEP |
| Berlin, DE | Hefei, CHINA | Anka | Beijing, CHINA |
Les recherches développées par l'équipe concernent les interactions de la lumière avec les biomolécules. Elles sont soutenues par l'ANR, l'INRA, l'Union Européenne, la Région Centre, le PRES UniverSud.
Thèmes de recherche
Les recherches développées par l'équipe concernent les interactions de la lumière avec les biomolécules. Elles sont soutenues par l'ANR, l'Union Européenne, la Région Centre et le PRES Universud.
- Photochimie et photobiologie
- Protéines intrinsèquements peu structurées
- Suivi d'antibiotiques dans des bactéries individuelles
Voir aussi la section scientifique à SOLEIL : HelioBio
Financements
IMI : projet TRANSLOCATION
ANR : SRMS2, SOPOL, METABACT, REACTIV, deepOASES
ANS INRA
Participation à l'axe NBS de C'Nano, à l'axe E du RTRA Triangle de la Physique.
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Collaborations
- PAinT (Nederland)
- BIA (Nantes)
- UMR MD1 (Marseille)
- VIM INRA (Jouy en Josas)
- Géomicrobiologie, IPGP
- UMR 8601 (Paris V)
- IPCM (Paris VI) - H. Dossmann
Tutoriels Imageries
Tutoriels SRCD
Laboratoires
Des études de microscopie de fluorescence UV menées par des chercheurs de l’INRA sur la ligne DISCO ont permis d’étudier au niveau cellulaire l’absorption d’huile dans des tranches de pommes de terre frites (voir cette actualité), en permettant notamment de visualiser le trajet suivi par l’huile lorsqu’elle entre en contact avec les tranches de pomme de terre.