Nanostructuration de membranes modèles et cellulaires étudiée par spectroscopie de corrélation de fluorescence (FCS).
Résumé
Les membranes lipidiques cellulaires sont le siége d'une forte activité moléculaire en termes d'échange avec l'extérieur, régulation homéostatique, transmission des signaux... Leur composition moléculaire fortement hétérogène, leur organisation transverse et latérale sont étudiées depuis longtemps. L'ensemble forme un « matériau mou » structuré et dynamique. L'équipe Mosaic de l'Institut Fresnel a developpé depuis plusieurs années une approche nouvelle dans l'étude de la dynamique de ces membranes: la FCS à rayon variable. Cette approche permet de déterminer directement les lois de diffusion des entités fluorescentes introduites dans la membrane. Une étude prédictive par simulation numérique menée en parallèle avec une étude expérimentale sur des cellules en culture a permis de montrer l'existence de diverses sources de restriction à la diffusion1 (barrières protéiques, microdomaines lipidiques). Ces anomalies dans la diffusion se traduisent par une ordonnée à l'origine non nulle dans les lois de diffusion2. L'analyse des déviations d'un comportement purement Brownien dans la diffusion des molécules membranaire permet d'obtenir des informations sur la structure de la membrane à l'échelle de quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres, soit en dessous des limites de la diffraction. L'utilisation de nanotrous3 dans des couches minces métalliques a permis de franchir la barrière optique de la diffraction et de confirmer expérimentalement l'existence de ces nanodomaines dans les membranes cellulaires. La poursuite de cette activité s'oriente désormais en collaboration avec le CINaM sur la mise au point de substrats nanostructurés et l'établissement de loi de diffusion sur des membranes artificielles de compositions choisies