Des biologistes cellulaires de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et de l'Université Bar-Ilan en Israël et un expert en bio-imagerie à l'Université de Floride centrale s'associent dans ce qu'ils espèrent peut conduire à une percée majeure dans la compréhension de l'organisation tridimensionnelle du noyau au fil du temps et leur rôle dans certaines maladies.
L'équipe de rêve a récemment reçu une subvention de 4,2 millions de dollars des National Institutes of Health. La subvention de cinq ans fait partie du programme 4D Nucleome du NIH (4DN). Le programme vise à stimuler le développement de technologies qui permettront de mieux comprendre comment l'ADN est organisé dans les cellules dans l'espace et le temps et comment cela affecte les fonctions cellulaires sur la santé et la maladie.
Le professeur assistant en optique et photonique UCF Kyu Young Han développera de nouveaux microscopes multifonctionnels haute performance que le professeur Andrew Belmont de l'UIUC et d'autres chercheurs de 4DN utiliseront pour cartographier les protéines et les gènes et observer leur dynamique dans la quatrième dimension.
Une meilleure compréhension de ce qui se passe dans ces endroits minuscules mènera probablement à des réponses pour des maladies qui ne sont actuellement pas traitées et peut-être même des remèdes à d'autres. Le défi est que les microscopes actuels n'ont pas le type de puissance nécessaire pour voir les détails dont les chercheurs ont besoin dans le noyau de la cellule.
Les chercheurs utilisent actuellement des microscopes, mais pour atteindre les objectifs du 4DN, nous avons besoin d'un nouveau type de microscope. Ils sont également chers. Mon équipe et moi construisons quelque chose qui aura plusieurs fonctionnalités clés, y compris une imagerie haute résolution et haut débit mais douce qui ne ruine pas la banque. «
Kyu Young Han, Professeur assistant de Optique et photonique, Université de Floride centrale
Han dit que les deux nouveaux microscopes permettront à Belmont de voir les protéines et les chromosomes du noyau se déplacer en temps réel, ce qui conduira à une meilleure compréhension de ce qui se passe dans l'expression des gènes.
Han a une vaste expérience en chimie et en microscopie optique. Il possède également une certaine expérience dans la création de nouvelles technologies avec des applications biomédicales. En 2018, il a développé un microscope à tuiles balayées hautement inclinées (HIST), qui peut être utilisé pour l'imagerie à une seule molécule dans une très grande zone d'imagerie.
Belmont, de l'École de biologie moléculaire et cellulaire, a mené un travail de pionnier dans le mouvement et l'organisation des chromosomes dans le noyau.
Le laboratoire de Belmont soupçonne qu'il peut y avoir au moins deux compartiments dans le noyau d'une cellule qui sont impliqués dans l'augmentation de l'expression génique. La première est la périphérie du speckle nucléaire. Il peut y avoir d'autres endroits critiques. Pour être sûrs, ils doivent pouvoir observer ce qui se passe, c'est pourquoi le microscope est si important.
Yaron Shav-Tal, chercheur à l'Université Bar-Ilan, fait également partie de l'équipe. Il apportera son expertise dans le mouvement et le transport de l'ARN dans les cellules. Ensemble, ils envisagent d'apporter un éclairage nouveau sur la dynamique nucléaire et son impact sur la biologie de la régulation des gènes.
Han est professeur adjoint au Collège d'optique et de photonique. Il s'agit de la deuxième subvention NIH de Han en moins de 30 jours. Plus tôt ce mois-ci, il est devenu le premier membre du corps professoral de l'université à recevoir le prix de recherche Maximizing Investigators des National Institutes of Health pour les chercheurs en début de carrière.
Avant de rejoindre l'UCF en 2016, Han a travaillé à l'Institut Max Planck en Allemagne où il a étudié l'imagerie par fluorescence à super-résolution.
Ses recherches postdoctorales, à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, se sont concentrées sur la conception de nouveaux outils optiques pour des applications biologiques, telles que l'étude des interactions ADN-protéines, l'imagerie ARN dans les cellules vivantes et la révélation de la structure nucléaire dans les cellules de mammifères. Il possède un brevet commercialisé par Leica.
La source:
Université de Floride centrale