BrightSwitch, un nouveau mécanisme de photoconversion !
Comment peut-on changer la couleur des sondes fluorescentes en microscopie ? C’est la question que se sont posés les scientifiques. L’oxygène singulet généré lors de l’irradiation des fluorophores cause généralement leur destruction (photoblanchiment). Dans une étude publiée dans la revue Angewandte Chemie Int. Ed, les scientifiques dirigent cette oxydation vers une partie précise du fluorophore, conduisant non plus à un photoblanchiment mais à un changement de couleur et ont ainsi développé des sondes photo-convertibles, les BrightSwitch®.
Les sondes fluorescentes photo-convertibles sont capables de changer de couleur d’émission suite à une irradiation lumineuse. Ce phénomène est avantageusement utilisé en microscopie pour suivre sans ambiguïté des cellules, organelles ou biomolécules sur de larges échelles spatio-temporelles. Dans ce domaine, les protéines fluorescentes dominent, au détriment des petites sondes moléculaires, pourtant plus facile à utiliser, plus brillantes et moins toxiques.
Les scientifiques ont établi un nouveau mécanisme permettant de concevoir des sondes fluorescentes photo-convertibles. Le principe est basé sur la conjugaison d’un fluorophore avec un aromatique sensible à l’oxygène singulet (1O2). Sous irradiation, le fluorophore, comme tous autres fluorophores, génère par désexcitation de son état triplet de l’oxygène singulet qui va préférentiellement oxyder l’entité sensible qui agit comme un « paratonnerre », provoquant ainsi une rupture de la conjugaison et menant à un changement de couleur du fluorophore. La sonde SC-P subit ainsi un changement de couleur de 68 nm et a permis de photo-convertir et de suivre les gouttelettes lipidiques de cellules vivantes par microscopie confocale.
Ce mécanisme nommé DPIC pour « Directed Photooxidation Induced Conversion » est également applicable à différents fluorophores plus brillants, étendant ainsi la gamme de couleur et d’efficacité de ces sondes photo-convertibles appelées BrightSwitch®. Les travaux en cours au laboratoire montrent que ces sondes fluorescentes peuvent être ciblées à différents sites cellulaires (membrane, mitochondrie, noyau, etc.) et peuvent également être appliquées en microscopie de super résolution. BrightSwicth® offre ainsi une palette de sondes polyvalentes ainsi qu’une alternative efficace aux protéines fluorescente photoconvertibles.
Figure : Le mécanismes DPIC se sert de l’oxygène singulet généré lors de l’irradiation du fluorophore pour photo-oxyder de façon dirigée une partie de la molécule (ici un pyrrole) et qui provoque un changement de couleur.
Pour savoir plus :
Dual-Color Photoconvertible Fluorescent Probes Based on Directed Photooxidation Induced Conversion for Bioimaging.
Saladin, L.; Breton, V.; Dal Pra, O.; Klymchenko, A. S.; Danglot, L.; Didier, P.; Collot, M.
Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62 (4), e202215085. DOI:https://doi.org/10.1002/anie.202215085.
Contact
Laboratoire
Laboratoire de bioimagerie et pathologies (CNRS, Université de Strasbourg)
Equipe nanochimie et bioimagerie
Faculté de Pharmacie
74 route du Rhin
CS 60024
F - 67401 Illkirch