Voir l’émission intrinsèque d’une seule protéine naturelle avec des antennes optiques ultraviolettes

L’un des objectifs ultimes de la biologie moléculaire est d’observer le fonctionnement des protéines individuelles dans leur état natif. Cependant, l’approche courante actuelle de la fluorescence à molécule unique repose sur l’introduction de marqueurs fluorescents externes qui peuvent entraîner de graves problèmes affectant les résultats expérimentaux. Comme alternative au marquage par fluorescence, travailler dans l’ultraviolet est séduisant pour profiter de l’autofluorescence intrinsèque naturellement présente dans la grande majorité des protéines. Cependant, les protéines sont des ordres de grandeur plus faibles par rapport aux colorants fluorescents conventionnels, de sorte que la détection UV d’une seule protéine est restée un défi jusqu’à présent. Par conséquent, de nouveaux outils nanotechnologiques doivent être introduits.

Dans une publication récente dans Communication Nature, des chercheurs de l’Institut Fresnel présentent une nouvelle plate-forme d’antenne cornet optique pour la détection sans étiquette de protéines uniques dans l’UV avec des résolutions et une sensibilité sans précédent. L’approche combine (i) un réflecteur cornet conique pour la collecte de fluorescence à des angles ultra-élevés avec (ii) une nano-ouverture métallique pour l’amélioration de la fluorescence et le dépistage de fond. Pour démontrer expérimentalement l’utilité de l’approche et son application directe aux défis biochimiques, la détection en temps réel de l’autofluorescence UV à partir de protéines uniques immobilisées et diffusantes est démontrée, ainsi que des expériences surveillant le déroulement et la dissociation lors de la dénaturation d’une protéine largement utilisée avec un seul résolution des molécules. Fait important pour les applications biochimiques, toutes les expériences sur une seule molécule sont réalisées sur des protéines sans étiquette et dans des conditions physiologiques, ce qui est unique dans ce domaine scientifique.

Les antennes cornet optique ouvrent une nouvelle forme unique de spectroscopie permettant l’étude de protéines individuelles dans leur état natif et en temps réel. Ce travail fournit un saut vers la conception d’essais biochimiques avec une résolution de protéine unique sans étiquette ainsi que des nanosources optiques lumineuses.