CryoGEnic : à la pointe de l’imagerie moléculaire à Genève

 

Au cours de la dernière décennie, la microscopie électronique (ME) s’est imposée comme l’une des techniques les plus puissantes pour l’imagerie et la détermination structurale à haute résolution. À l’Université de Genève, cette discipline s’appuie sur une tradition d’excellence remontant à 1945, lorsque Eduard Kellenberger et ses collègues ont entrepris de construire un microscope électronique industriel de fabrication suisse, une initiative pionnière à l’époque. Dans les années 1970, Jacques Dubochet rejoint l’équipe de Kellenberger à l’UNIGE pour y effectuer sa thèse de doctorat, intitulée « Contribution à l’utilisation de la microscopie électronique en champ sombre en biologie ». Ses recherches ultérieures sur la préparation cryogénique des échantillons pour l’analyse en ME constitueront une avancée majeure, couronnée par l’attribution conjointe du prix Nobel en 2017.

Créé en 2021 dans le cadre d’un partenariat entre les universités de Genève, Lausanne, Berne et l’EPFL, le Dubochet Center for Imaging (DCI) constitue une plateforme de service de pointe dédiée à la microscopie électronique cryogénique (cryoME), avec des installations réparties sur l’ensemble des sites partenaires.

A Genève, le DCI, également connu sous le nom de cryoGEnic, a pour mission de mettre à disposition des instruments de dernière génération ainsi qu’une expertise avancée en microscopie électronique. Le DCI Genève est équipé pour l’analyse structurale des molécules biologiques à une résolution proche de l’atome, telles que virus, bactéries, petits organites ou encore sections de cellules et tissus. L’infrastructure permet également l’étude par diffraction de petites molécules chimiques, notamment des composés pharmaceutiques préparés sous forme de microcristaux, élargissant ainsi le champ d’application du centre à la chimie structurale et à la conception de médicaments.

L’expertise du centre est assurée par une équipe de spécialistes hautement qualifiés : Dr Christoph Bauer, Dr Andrew Howe, Dr Sarah Barrass et Dr Céline Besnard. Ils accompagnent les projets à toutes les étapes : conception expérimentale, préparation des échantillons, acquisition de données, que ce soit pour l’analyse de particules isolées (SPA), la tomographie ou l’imagerie par diffraction, jusqu’au traitement des images et la modélisation atomique.

Depuis sa création, le DCI Genève a contribué à la publication de plus de 20 articles scientifiques, dont certaines parues dans des revues de renom telles que Nature, Cell et Science. La plateforme soutient les travaux de dizaines de groupes issus de la Faculté des sciences et de la Faculté de médecine, et a favorisé de nombreuses collaborations tant au sein de l’Université qu’entre facultés.

Les recherches menées par cryoME à l’UNIGE couvrent un large éventail de thématiques, notamment la détermination structurale de macromolécules impliquées dans le métabolisme des cellules, la division et la signalisation cellulaire, les réarrangements de l’ADN, l’analyse des organites, ainsi que la biologie des protéines membranaires. Par ailleurs, des études de conception de médicaments guidée par la détermination de structure biologique ont abouti au dépôt d’un brevet pour des peptides ciblant le récepteur µ-opioïde, en vue d’améliorer les traitements contre la douleur.

Le DCI Genève se projette résolument vers l’avenir. L’équipe œuvre à simplifier davantage la détermination structurale de macromolécules biologiques isolées, telles que les protéines et complexes protéine-acide nucléique, tout en développant une offre de formations dédiées au traitement des données. La prochaine grande avancée technologique consistera en l’installation d’équipements permettant la préparation d’échantillons pour la détermination structurale in situ par tomographie électronique, ouvrant ainsi la voie à l’étude des structures dans leur contexte cellulaire natif.

Ouvert aux milieux académiques, médicaux et industriels, en Suisse et à l’’international, le DCI Genève accueille volontiers de nouveaux projets de recherche. L’équipe se tient à disposition pour en discuter.

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