{"id":4235,"date":"2025-02-12T02:03:05","date_gmt":"2025-02-12T01:03:05","guid":{"rendered":"https:\/\/rvh-synergie.org\/actualites\/le-professeur-discute-de-lutilisation-des-virus-de-la-lumiere-pour-entendre\/"},"modified":"2025-02-12T02:03:06","modified_gmt":"2025-02-12T01:03:06","slug":"le-professeur-discute-de-lutilisation-des-virus-de-la-lumiere-pour-entendre","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rvh-synergie.org\/actualites\/le-professeur-discute-de-lutilisation-des-virus-de-la-lumiere-pour-entendre\/","title":{"rendered":"Le professeur discute de l’utilisation des virus de la lumi\u00e8re pour \u00abentendre\u00bb"},"content":{"rendered":"
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Elad Harel est habitu\u00e9 \u00e0 \u00e9clairer les myst\u00e8res du monde naturel. Travailler \u00e0 la pointe de la spectroscopie ultra-rapide – l’application de faibles impulsions laser pour analyser la dynamique des mol\u00e9cules – la recherche du professeur agr\u00e9g\u00e9 de l’Universit\u00e9 d’\u00c9tat du Michigan vise \u00e0 r\u00e9v\u00e9ler comment les ph\u00e9nom\u00e8nes microscopiques ont un impact sur de grands syst\u00e8mes complexes.<\/p>\n

Une fronti\u00e8re prometteuse sur laquelle Harel a travaill\u00e9 est le d\u00e9veloppement de nouvelles m\u00e9thodes de microscopie qui permettra aux chercheurs d’observer des paysages mol\u00e9culaires et atomiques en mouvement plut\u00f4t que par imagerie statique.<\/p>\n

Maintenant, dans une publication apparaissant dans le Actes de l’Acad\u00e9mie nationale des sciences<\/i>Harel et ses collaborateurs rapportent l’utilisation de la lumi\u00e8re pour observer et \u00e9tudier le \u00ab\u00a0son\u00a0\u00bb d’un virus – une perc\u00e9e auditive qui donne un aper\u00e7u de la biologie insaisissable en temps r\u00e9el.<\/p>\n

Le laboratoire de Harel a travaill\u00e9 en \u00e9troite collaboration avec Dohun Pyeon, professeur au d\u00e9partement de microbiologie, g\u00e9n\u00e9tique et immunologie de MSU, ou MGI, qui a pr\u00eat\u00e9 l’expertise de son groupe dans la fourniture de cibles virales.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Le travail d’\u00e9quipe est vraiment important dans ce projet stimulant et passionnant, et il est fascinant d’observer exp\u00e9rimentalement le mouvement \u00e0 l’\u00e9chelle nanom\u00e9trique de ces minuscules particules de virus – ils\u00ab respirent \u00bbsous l’illumination laser\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Yaqing Zhang, chercheur postdoctoral dans le Harel Lab et en premier Auteur de l’\u00e9tude.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Je suis convaincu que cette technique peut \u00eatre largement utilis\u00e9e pour des millions de virus et autres \u00e9chantillons biologiques et acqu\u00e9rir des informations plus inestimables.<\/p>\n

Le College of Natural Science a rencontr\u00e9 Harel pour en savoir plus sur cette d\u00e9couverte et un processus qu’il appelle la spectroscopie biosonique.<\/p>\n

Cette conversation a \u00e9t\u00e9 modifi\u00e9e pour la dur\u00e9e et la clart\u00e9.<\/p>\n

Peu de gens encha\u00eeneraient les mots \u00abvirus\u00bb, \u00abLight\u00bb et \u00ab\u00e9couter\u00bb dans une phrase. Pourriez-vous parler un peu de la science fondamentale derri\u00e8re cette d\u00e9couverte?<\/h2>\n

Chaque type de syst\u00e8me a une fr\u00e9quence vibrationnelle naturelle, qu’il s’agisse d’une \u00e9toile ou d’une entit\u00e9 biologique comme un virus. Vous pouvez le consid\u00e9rer comme le son du mat\u00e9riau, par lequel tous les atomes vibrent comme des balles connect\u00e9es par un r\u00e9seau complexe de ressorts.<\/p>\n

La disposition des atomes et de leurs interactions est la raison pour laquelle lorsque je frappe sur une table, cela semble diff\u00e9rent de ce que je frappe sur un mur. Bien s\u00fbr, le son peut \u00eatre beaucoup plus complexe et contenir des informations importantes: si vous entendez une voix famili\u00e8re \u00e0 travers la pi\u00e8ce, vous pouvez imm\u00e9diatement identifier de qui il vient. Le son est donc un puissant moyen d’identification.<\/p>\n

Les chercheurs envisagent des vibrations ultrasoniques de nanoparticules m\u00e9talliques depuis plusieurs ann\u00e9es, mais nous voulions poser la question: \u00ab\u00a0Les syst\u00e8mes biologiques produisent-ils un son lorsqu’ils connaissent une force?\u00a0\u00bb<\/p>\n

Pour initier le son, nous utilisons de courtes impulsions de lumi\u00e8re qui g\u00e9n\u00e8rent un mouvement coh\u00e9rent dans le syst\u00e8me. Nous utilisons ensuite une deuxi\u00e8me impulsion de lumi\u00e8re pour sonder ce mouvement \u00e0 diff\u00e9rents moments dans le temps. En encha\u00eenant tous les instantan\u00e9s dans le temps, nous pouvons produire un film mol\u00e9culaire qui capture le mouvement vibrationnel de l’objet.<\/p>\n

C’\u00e9tait une sorte d’id\u00e9e \u00e9loign\u00e9e, et il n’y avait pas vraiment de pr\u00e9c\u00e9dent pour cela, et nous avons d\u00e9couvert que les virus ont un son unique, ce qui ouvre une toute nouvelle fa\u00e7on de penser la biologie.<\/p>\n

Qu’il s’agisse d’un virus, d’une prot\u00e9ine, de bact\u00e9ries ou du noyau d’une cellule – chacun aura cette signature unique que nous pouvons d\u00e9tecter.<\/p>\n

Pourquoi \u00abl’\u00e9coute\u00bb d’un syst\u00e8me biologique a-t-elle sembl\u00e9 une approche efficace par rapport \u00e0 d’autres m\u00e9thodes d’analyse?<\/h2>\n

Nous essayions de r\u00e9soudre un probl\u00e8me fondamental en biologie, qui a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 au centre de notre subvention Keck Foundation – pour obtenir la r\u00e9solution de la microscopie \u00e9lectronique, mais pour les syst\u00e8mes vivants.<\/p>\n

La microscopie \u00e9lectronique (EM) elle-m\u00eame est tr\u00e8s puissante, mais vous prenez vraiment des instantan\u00e9s de la vie, et vous le faites dans un environnement assez diff\u00e9rent de ce que vous trouvez dans les organismes vivants. EM se fait dans le vide, et avec Cryo-EM, cela se fait \u00e0 des temp\u00e9ratures tr\u00e8s basses o\u00f9 la vie ne peut pas \u00eatre maintenue. L’objectif de la subvention Keck \u00e9tait de d\u00e9velopper des m\u00e9thodes de microscopie qui peuvent visualiser et suivre la biologie dans l’environnement chaud et humide o\u00f9 les \u00eatres vivants fonctionnent.<\/p>\n

Nous avons pass\u00e9 plusieurs ann\u00e9es \u00e0 d\u00e9velopper des techniques de plus en plus sensibles qui peuvent mesurer les vibrations acoustiques, en particulier au niveau des particules uniques. C’\u00e9tait en collaboration avec le Pyeon Lab dans MGI, ce qui nous a aid\u00e9s \u00e0 acc\u00e9der \u00e0 diff\u00e9rents virus.<\/p>\n

La vue d’ensemble consid\u00e8re \u00e9galement comment cette approche acoustique pouvait \u00eatre utilis\u00e9e comme une sonde d’imagerie puissante sans avoir besoin d’\u00e9tiquetage. C’est le processus dans lequel un marqueur est attach\u00e9 \u00e0 une mol\u00e9cule, permettant aux chercheurs de suivre et d’\u00e9tudier ses comportements et ses interactions. Bien que extr\u00eamement utile et sp\u00e9cifique, le processus d’\u00e9tiquetage peut \u00eatre lent et intensif.<\/p>\n

L’un de nos objectifs est de montrer que cette nouvelle m\u00e9thodologie pourrait utiliser l’\u00e9tiquetage naturel d’un virus ou d’une mol\u00e9cule -, en grande partie, le son de ses propres mat\u00e9riaux qui le distingue de tout le reste d’un syst\u00e8me.<\/p>\n

Alors, \u00e0 quoi ressemblent ces virus? Changent-ils jamais leur m\u00e9lodie?<\/h2>\n

Il s’est av\u00e9r\u00e9 que les vibrations se produisent dans la r\u00e9gion de Gigahertz. Il s’agit d’une tr\u00e8s, tr\u00e8s basse fr\u00e9quence par rapport au point de transitions optiques. Par exemple, la lumi\u00e8re visible est dans les centaines de t\u00e9rahertz, ce sont donc des milliers \u00e0 des millions d’\u00e9nergie inf\u00e9rieure \u00e0 ce que nous pensons g\u00e9n\u00e9ralement en termes de spectroscopie optique.<\/p>\n

Dans cet article, nous avons montr\u00e9 que nous pouvons suivre les virus uniques et m\u00eame \u00e9couter une rupture du virus. Alors que le virus commence \u00e0 s’ouvrir et \u00e0 s’affaiblir, son acoustique commence \u00e0 changer, allant plus bas – presque comme un ballon d\u00e9gonflant.<\/p>\n

\u00c0 quoi ressemble l’avenir pour ces d\u00e9couvertes?<\/h2>\n

Ce que nous voulons faire ensuite, c’est montrer que nous pourrions r\u00e9ellement suivre dynamiquement la fa\u00e7on dont un virus se d\u00e9place. Si nous voulons regarder un virus entrer dans une cellule maintenant, le processus est tr\u00e8s, tr\u00e8s difficile et lent via une microscopie \u00e9lectronique ou en utilisant un marquage de fluorescence complexe.<\/p>\n

Par exemple, nous avons une subvention avec l’agence de r\u00e9duction des menaces de d\u00e9fense qui s’int\u00e9resse \u00e0 la d\u00e9tection biologique et chimique. L’une des choses qu’ils font est de d\u00e9velopper des m\u00e9dicaments ou des antiviraux pour lutter contre les infections virales.<\/p>\n

La r\u00e9flexion est: pouvons-nous utiliser ce type de technique pour acc\u00e9l\u00e9rer ce processus de d\u00e9veloppement – parce que nous pourrions potentiellement regarder le cycle de vie d’un virus du d\u00e9but \u00e0 la fin et mieux comprendre l’influence des antiviraux ou des m\u00e9dicaments pour perturber ce processus.<\/p>\n

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Depuis plus de dix ans, j'explore et rapporte les histoires poignantes des individus confront\u00e9s \u00e0 ces d\u00e9fis, tout en sensibilisant le public aux traitements novateurs et aux progr\u00e8s scientifiques dans ce domaine. 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