On ne peut pas tout faire avec un microscope avant d'avoir besoin d'un microscope plus grand et plus coûteux. Une technique développée par Kevin Cox et ses collègues offre de meilleures vues, mais sans pour autant disposer d'un microscope plus grand. Cette technique, appelée ExPOSE, est une forme de microscopie à expansion.
La microscopie d'expansion (ExM) agrandit physiquement les tissus biologiques en les enrobant dans un hydrogel. Les scientifiques fixent les composants cellulaires à ce polymère à l'aide de liants chimiques. Ajoutez de l'eau, et l'hydrogel l'absorbe, gonflant uniformément dans toutes les directions et séparant les composants cellulaires.
À mesure que l'hydrogel gonfle, les structures cellulaires gonflent également, ce qui facilite l'observation des plus petits détails au microscope standard. Cette technique fonctionne bien avec les cellules animales, mais les cellules végétales ont toujours été plus difficiles à étudier, car elles possèdent des caractéristiques que les cellules animales n'ont pas.
Les plantes ont des parois cellulaires rigides qui empêchent une expansion uniforme ; il n'était donc pas possible d'utiliser efficacement ExM avec elles. La solution de Cox et ses collègues est simple : utiliser des protoplastes à la place des cellules. Il s'agit de cellules végétales dont les parois ont été retirées. La cellule ainsi obtenue peut se multiplier jusqu'à dix fois plus vite.
ExPOSE révèle des détails subcellulaires impossibles à observer avec la microscopie conventionnelle, comme les filaments d'actine et les structures mitochondriales internes. Mais l'article révèle une affirmation encore plus frappante : on peut même voir les messages transmis par les cellules. Ils affirment :
« Dans l’ensemble, nos résultats démontrent la grande sensibilité et la compatibilité qu’ExPOSE, en combinaison avec HCR et lattice SIM, offre pour révéler les détails fins de la localisation des foyers d’ARNm individuels dans les protoplastes unicellulaires. »
L'intérêt d'ExPOSE réside dans le fait qu'en travaillant avec des protoplastes, la technique contourne bon nombre de ces complications spécifiques à chaque espèce. Cox et ses collègues ont appliqué cette technique à Arabidopsis, au maïs et à la lentille d'eau. Selon Cox, la compréhension de la lentille d'eau pourrait s'avérer particulièrement utile.
« La petite taille de la lentille d'eau nous permet de comprendre le comportement de chaque cellule à un instant T », explique Cox. C'est particulièrement utile pour étudier la réaction des cellules végétales au stress, comme les infections ou les changements environnementaux.
Cette recherche a des implications importantes pour l'agriculture. Comprendre précisément comment les cellules végétales communiquent lors des infections pourrait contribuer au développement de cultures plus résistantes aux maladies sans recours excessif aux pesticides, améliorant ainsi la durabilité environnementale.
Cox, KL, Pardi, SA, O'Connor, L., Klebanovych, A., Huss, D., Nusinow, DA, Meyers, BC, & Czymmek, KJ (2025). ExPOSE : une boîte à outils complète pour réaliser une microscopie d'expansion dans les systèmes de protoplastes végétaux. Le journal des plantes, 121, e70049. https://doi.org/n96c
Posté sur Bluesky & Mastodonte.
Image de couverture: canva. Autres images : Cox et al 2026.
Vous pouvez suivre Kevin Cox sur @kcox-bioguy.bsky.social
