Ces dernières années, la microscopie à super-résolution (ou nanoscopie), qui permet d'imager par microscopie optique des échantillons biologiques à une résolution nanométrique, a connu un véritable essor. Certaines méthodes de nanoscopie utilisent comme marqueurs des protéines fluorescentes photo-convertibles* (PCFPs). L’une de ces méthodes, très répandue, est la Microscopie de Localisation de Molécules Uniques (SMLM). Elle repose sur le principe que les PCFPs sont capables de changer leur émission de fluorescence du vert au rouge sous une illumination à 405 nm. Mais au-delà de cette photo-conversion, les PCFPs ont tendance à commuter de manière réversible entre des états fluorescents et non fluorescents, ce qui peut nuire fortement à la qualité des images obtenues. Les équipes de D. Bourgeois (IBS/I2SR) et B. Brutscher (IBS/RMN) ont révélé un nouveau mode de photo-commutation de mEos4b, une PCFP très utilisée.​

Après photo-conversion, mEos4b (forme rouge) subit une « photo-commutation négative » : elle s’éteint sous la lumière à 561 nm (qui excite la fluorescence) et se réactive sous la lumière à 405 nm. Cette propriété provient d’un changement de conformation photo-induit du chromophore (isomérisation cis-trans), la conformation cis étant la seule capable de fluorescer. En résulte un scintillement marqué des molécules uniques lors de la collecte des données. 

Une autre source de scintillement, quasiment imperceptible, a été identifiée et élucidée dans cette étude. Se déroulant sur une échelle de temps plus courte (quelques dizaines de ms versus plusieurs secondes pour la photo-commutation négative), une « photo-commutation positive » est observée : mEos4b sous sa forme rouge s’éteint sous la lumière à 405 nm et se réactive à 561 nm. Le phénomène s’explique grâce à la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) qui permet de mettre en évidence une hétérogénéité conformationnelle de mEos4b: un état fluorescent rouge stable (R1) prédomine, mais un deuxième état fluorescent rouge beaucoup moins brillant peut apparaître (R2). 

La lumière à 405 nm induit le passage de l'état R1 à l’état R2, alors que la lumière à 561 nm rétablit la conformation R1. Par ailleurs, l’étude révèle que la coexistence des deux états R1 et R2 est fortement influencée par les conditions physico-chimiques de l'échantillon (pH, tampon du milieu…).