Dossier

Biologie cellulaire : repousser les frontières du visible

L’évolution des techniques d’imagerie est indissociable de l’avancée des connaissances en biologie cellulaire, affinant notre compréhension de la cellule et des interactions intercellulaires.

Observation et acquisition d’images de cellules neurales, au microscope à fluorescence.
Observation et acquisition d’images de cellules neurales, au microscope à fluorescence.

© Cyril Frésillon / CNRS Photothèque

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Les progrès des technologies d’imagerie et de la biophysique ont permis des sauts d’échelle considérables dans l’observation des cellules, de leurs composants et de leurs comportements. Ils ont permis d’affiner nos connaissances des différents types cellulaires, de leurs fonctions, mais aussi de leur moyen de se diviser et de communiquer, par contact ou à distance.

Les microscopes optiques, qui reposent sur l’utilisation d’un faisceau lumineux, ont ouvert la voie aux microscopes électroniques, basés sur l’utilisation d’un faisceau d’électrons, et à la microscopie confocale, qui fait appel à l’utilisation d’un laser. Leur résolution révèle avec précision la structure externe et interne des organites. Couplés à l’usage de marqueurs biologiques, ces types de microscopes sont de formidables outils d’identification du trafic extracellulaire et des voies de signalisation intracellulaires.

Plus récemment, la microscopie super-résolution et le criblage haut débit d’objets biologiques 3D, permettent de franchir de nouvelles barrières de résolution. Au-delà de l’observation, il est désormais possible de manipuler des cellules une à une, à l’aide de microrobots télécommandés avec des pinces optiques.

Notre connaissance toujours plus fine de la machinerie cellulaire conduit même des scientifiques à concevoir des cellules artificielles ou à reprogrammer des cellules pour leur confier des tâches complètement différentes de leurs fonctions naturelles, porte ouverte à de nombreuses applications.

Découvrez en images un aperçu des recherches en biologie cellulaire menées dans les laboratoires du CNRS.

Mots clés : biophysique, ingénierie cellulaire, MEB (microscope électronique à balayage), MET (microscope électronique à transmission), confocale, imagerie, microfluidique, pinces optiques, cellule

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Des équipes de l'Ifremer ont trouvé au fond des océans une bactérie qui pourrait contribuer à l'essor de la médecine régénérative. L'objectif des équipes de l'unité de recherche Inserm 791 "Laboratoire d'ingénierie ostéo-articulaire et dentaire" et de l'Ifremer : fabriquer des gels injectables capables de stimuler la régénération de cartilage ou d'os à partir des cellules souches. Leur ingrédient clé : un polysaccharide produit par une bactérie d'origine marine répondant au doux nom d…

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Des bactéries réparatrices
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Concepteur de cellules artificielles, Franck Molina reprogramme le vivant pour des applications de diagnostic. Il obtient ainsi des détecteurs rapides, bon marché, qui changent de couleur en présence de certains biomarqueurs. Ses travaux ont fait l'objet de nombreux transferts industriels. Directeur de recherche CNRS au laboratoire Modélisation et ingénierie des systèmes complexes biologiques pour le diagnostic (Sys2Diag), qu'il dirige, Franck Molina est…

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Médaille de l'innovation 2020 : Franck Molina, chercheur en biotechnologies
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Portrait de Vincent Baylé, lauréat de la Médaille de Cristal 2020 du CNRS, ingénieur de recherche en microscopie et traitement d'images, spécialiste en microscopie et traitement d'images au sein de l'équipe Signalisation cellulaire et endocytose du laboratoire Reproduction et développement des plantes

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Médaille de Cristal 2020 : Vincent Baylé, ingénieur de recherche en microscopie et traitement d'images
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Portrait de Margaret Buckingham, biologiste du développement, lauréate de la Médaille d'or du CNRS 2013. Directrice de recherche de classe exceptionnelle émérite au CNRS et professeur émérite de l'Institut Pasteur, ses travaux de recherche ont permis des avancées majeures dans le domaine de la myogenèse (formation des muscles), de la cardiogenèse (formation du coeur) et sur les cellules souches chez l'embryon et l'adulte. Ses découvertes ont également un impact majeur…

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Une biologiste passionnée par le développement, Margaret Buckingham
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Il y a en permanence des échanges entre le cytoplasme et le noyau des cellules. Le noyau est limité par une double membrane ponctuée de pores nucléaires qui permettent le passage par diffusion de protéines ou d'ARN sous certaines conditions très strictes. On parle d'import pour les échanges du cytoplasme vers le noyau et d'export dans l'autre sens. L'équipe de Catherine Dargemont à l'Institut Jacques Monod a été la première à mettre au point un système pour faire sortir les protéines du…

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Trafic dans la cellule

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Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.