La microscopie de localisation à molécule unique (Single-molecule localization microscopy ou SMLM) consiste à induire une émission de fluorescence par les molécules à observer (auxquelles un fluorophore peut être greffé) et à localiser chacune d'entre elles individuellement. En répétant ce processus, il est possible de reconstruire une image « super-résolue » de l'ensemble des molécules. Celle-ci présente alors une résolution spatiale meilleure que la limite physique de l'imagerie classique (due à la diffraction).

Pour préserver la structure des échantillons biologiques, il est intéressant de travailler à très basse température. Or les performances des molécules fluorescentes se dégradent fortement dans ces conditions.

Pour pallier cet inconvénient, des chercheurs de l'Irig, en collaboration avec l'Université de Göttingen (Allemagne) ont étudié la cryo-commutation de la protéine fluorescente rsEGFP2 en combinant cristallographie aux rayons X, spectroscopie optique et cryo-SMLM.

• Résultat : la protéine commute toujours à -170 °C mais le mécanisme sous-jacent diffère de celui à l'œuvre à température ambiante – fondé sur l'isomérisation cis-trans du fluorophore. À basse température, aucun changement conformationnel n'est observé et les données suggèrent que le fluorophore devient radicalaire.
• Les chercheurs observent de plus que l'efficacité de cryo-commutation augmente d'environ 30 % en remplaçant l'illumination classique à 405 nm par un laser UV à 355 nm.

L'objectif est maintenant d'appliquer l'illumination UV optimisée à des échantillons biologiques, notamment dans le cadre d'études associant la cryo-SMLM et la cryo-tomographie électronique, un défi majeur pour la biologie structurale et cellulaire intégrée actuelle.