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En vidéo : la réponse des globules blancs à une attaque laser

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L'édition 2012 du concours Nikon Small World in Motion a été marquée par la fluorescence, puisque les trois lauréats ont su l'exploiter pour réaliser leurs vidéos. La séquence gagnante dévoile la réponse d'un système immunitaire à une attaque laser. Les deuxième et troisième places ont respectivement été ravies par une compétition de spermatozoïdes et par un rein qui se complexifie in vivo. Laissez-vous séduire...

Ce rein de souris s'est développé sous l'œil d'un objectif. Il a été rendu fluorescent grâce à quelques petites manipulations génétiques. Cette magnifique vidéo a obtenu la troisième place de l'édition 2012 du concours Nikon Small World in Motion. © Nils Lindström, université d’Édimbourg

Les lauréats 2012 du concours Nikon Small World in Motion ont été dévoilés dernièrement. Les vidéos primées surprennent tant elles sont techniques et détaillées, tout en restant d'une incroyable beauté. Le top 3 de cette année est exclusivement composé de séquences réalisées en utilisant des techniques de fluorescence, ce qui fournit de très belles couleurs. Futura-Sciences a souhaité les diffuser pour vous en convaincre.

Globules blancs contre attaque laser

Olena Kamenyeva étudie les réponses immunitaires aux National Institutes of Health (NIH). Pour ce faire, elle emploie un laser afin d'occasionner des lésions dans des tissus vivants, puis utilise une technique microscopique exploitant la fluorescence (Two-photon excitation microscopy) pour observer les réactions du corps jusqu'à un centimètre de profondeur.

Des globules blancs (en vert) interviennent pour soigner une lésion occasionnée par une attaque laser (le rond rouge au centre). La scène se déroule dans un ganglion lymphatique qui a été extrait de l’aine d’une souris. © Olena Kamenyeva, NIH

Dans cette vidéo, le faisceau laser a été dirigé sur un ganglion lymphatique prélevé dans l'aine d'une souris. La lésion est marquée par le point rouge central. Les lueurs vertes correspondent quant à elles à des granulocytes neutrophiles. Ils interviennent en tant que phagocytes dans le cadre de la réponse immunitaire innée, donc très rapidement après la survenue d'une blessure ou d'une infection.

Les neutrophiles représentent 50 à 60 % des globules blancs ou leucocytes chez l'Homme. Un individu sain en produit environ 100 milliards par jour dans la moelle osseuse. Ce chiffre peut être multiplié par dix en cas d'infection.

L’impitoyable lutte des spermatozoïdes

La nature est faite de compétitions... et cela démarre dès l'insémination. Pour preuve, une drosophile (Drosophila melanogaster) a été inséminée coup sur coup par deux mâles. Leurs spermatozoïdes sont alors entrés en compétition au sein du tractus génital de la femelle. Pendant longtemps, il a été impossible d'étudier les processus biologiques qui ont cours en de telles circonstances, mais la génétique a changé la donne.

Une drosophile de sexe féminin a été inséminée par deux mâles en peu de temps. Leurs spermatozoïdes sont alors entrés en compétition pour arriver les premiers à l’ovule sous l’œil d’une caméra. © Stefan Lüpold, université de Syracuse

Ainsi, deux souches de drosophile ont été modifiées afin de rendre la tête de leurs spermatozoïdes fluorescente sous certaines conditions. Ce n'est pas tout, puisque la couleur varie d'une souche à l'autre. Dans cette vidéo, les spermatozoïdes des deux mâles sont colorés respectivement en rouge et en vert. Leur lutte a été filmée par Stefan Lüpold de l'université de Syracuse à un grossissement de 400 fois. La science pourrait bientôt obtenir de précieuses réponses aux questions qu'elle se pose sur la compétition entre les spermatozoïdes et ses implications sur la diversité génétique d'une espèce.

Un rein qui gagne en complexité

De nombreux animaux possèdent des reins. Ces organes sont vitaux, car ils interviennent dans la sécrétion d’hormones, la régulation de la tension ou encore l'élimination des toxines, tout en filtrant notre sang et en excrétant de l'urine.

Un rein de souris transgénique a grandi in vitro durant quatre jours sous l’œil d’un appareil photo fixé sur un microscope à fluorescence. Un time lapse retrace sa complexification au cours du temps. © Nils Lindström, université d’Édimbourg

Pour comprendre comment certaines pathologies peuvent l'altérer, il est nécessaire de savoir précisément comment il se développe durant la vie embryonnaire de son propriétaire. Pour ce faire, Nils Lindström de l'université d'Édimbourg fait grandir des reins de souris transgéniques in vitro, tout en réalisant à intervalles réguliers de nombreux clichés. Sa vidéo a été réalisée en assemblant dans un time lapse plusieurs images prises en quatre jours par le biais d'un microscope à fluorescence.

Les cellules possèdent un gène muté codant pour une variante de la protéine fluorescente verte (GFP) : la protéine fluorescente jaune (YFP). Cependant, il ne s'exprime que lorsque le gène de spécification cellulaire Pax8 est activé. L'« arbre » visible dans cette vidéo se compose de néphrons en formation en son centre et de précurseurs de néphrons à ses extrémités. Il apparaît clairement que la complexité de l'organe ne cesse de croître au cours du temps.

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Nikon organise chaque année l’International Small World Competition. Ce concours vise à récompenser les plus belles photographies ou vidéographies réalisées au travers d’un microscope. Lancé en 1974, il est ouvert aux professionnels de toutes les disciplines et aux amateurs.

Les documents soumis sont tenus d’avoir un intérêt pour la science ou l’industrie. Ils doivent par ailleurs présenter tous les éléments techniques requis pour l’obtention d’une belle photo ou vidéo (structure de l’image, composition, couleurs, etc.). Dernière condition sine qua none : le public doit être émerveillé.

Plus d’informations et tous les lauréats du concours sur le site  : http://www.nikonsmallworld.com/

Pour en savoir plus