Microscopie électronique

Microscopie électronique – Aspects conceptuels

Principes de la microscopie électronique et préparation des échantillons - Olivier Lambert (CBMN, Bordeaux)

Ce cours présentera les grands principes de la microscopie électronique et les évolutions récentes de la cryo microscopie électronique ouvrant de nouvelles perspectives en Biologie Structurale. Différentes méthodes de préparation d’échantillons biologiques seront abordées. A ces grandes méthodes de préparations, s’ajoutent des développements méthodologiques récents, qui visent à améliorer la qualité et la distribution des échantillons sur la grille de manière à optimiser à la fois la collecte de données au MET et les étapes ultérieures d’analyse d’images.

Document de présentation

Formation d’images dans un microscope électronique et étapes de prétraitement d'images en cryo-EM - Bruno Klaholz (IGBMC, Illkirch)

Une introduction sera donnée sur les concepts de bases en cryo microscopie électronique (principes de formation d’image, projections, reconstruction 3D à partir d’images 2D). Puis nous mentionnerons quelques principes communs entre différentes techniques (espace Fourier, théorème de la section centrale etc.). Nous aborderons le prétraitement qui comprend la sélection des particules, la correction de la fonction de transfert de contraste (CTF), les filtres band-passe etc. et la normalisation des données.

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Obtenir une reconstruction 3D à partir d'images 2D - Hélène Malet (IBS, Grenoble)

Ce cours aura pour but de comprendre comment obtenir une reconstitution 3D à partir d'images 2D collectées en microscopie électronique. Nous introduirons le concept de classification 2D qui permet d’améliorer le signal sur bruit des données. Puis plusieurs les méthodes de détermination de reconstruction 3D initiale seront présentées. Nous analyserons ensuite comment affiner la reconstruction 3D initiale, comment traiter l’hétérogénéité des images afin d'obtenir une structure 3D haute résolution.

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Interprétation d'une carte cryo-EM et intégration multi-échelle en biologie structurale intégrée - Bruno Klaholz (IGBMC, Illkirch)

Seront abordés l’interprétation d’une carte de cryo-EM (estimation de la résolution, interprétation de cartes cryo-ME, construction et affinement de modèles atomiques). Seront abordés également les symétries internes qui peuvent être utilisées lors des reconstructions 3D et de l’interprétation. Quelques exemples d’études récentes sur des complexes nucléoprotéiques illustreront le rôle intégratif de la cryo-ME en biologie structurale intégrée, aux interfaces entre les études au niveau atomique et moléculaire et au niveau cellulaire, ce dernier impliquant notamment des méthodes de cryo tomographie électronique, FIB-SEM et microscopie photonique super-résolutive.

Document de présentation

Un peu de lecture pour mieux comprendre:

- Some basic concepts of cryo-EM & 3D reconstruction

- Structural Study of Heterogeneous Biological Samples by Cryoelectron Microscopy and Image Processing

- Structure Sorting of Multiple Macromolecular States in Heterogeneous Cryo-EM Samples by 3D Multivariate Statistical Analysis

- The integrative role of cryo electron microscopy in molecular and cellular structural biology

- A Primer to Single-Particle Cryo-Electron Microscopy

- How cryo-EM is revolutionizing structural biology

- Principles of cryo-EM single-particle image processing

- Ensemble cryo-EM uncovers inchworm-like translocation of a viral IRES through the ribosome

- Structure–function insights reveal the human ribosome as a cancer target for antibiotics

- An atomic structure of human γ-secretase