Au Centre d'imagerie Dubochet, les atomes se donnent à voir

«Imaginez ce que peut ressentir un vieux bonhomme quand on donne son nom à un Centre tel que celui-ci…» L’émotion pouvait s’entendre, hier, dans la voix de Jacques Dubochet. Le lauréat du prix Nobel de chimie 2017 participait au lancement officiel du Dubochet Center for Imaging (DCI), une plate-forme commune à l’EPFL, à l’Université de Lausanne et à l’Université de Genève.

C’est que le Centre a largement de quoi placer l’Arc lémanique sur la carte mondiale des installations d’imagerie de pointe. «Nous avons ici le meilleur modèle de microscope pour les sciences de la vie que l'on peut trouver sur le marché. Et nous n’en avons pas un, mais deux», s’est réjoui Henning Stahlberg, le directeur du DCI.

Ces impressionnantes machines, dont le coût se chiffre en millions de francs, exploitent la découverte qui a valu à Jacques Dubochet et ses collègues la prestigieuse distinction : la cryomicroscopie électronique, abrégée cryo-EM. «Nous avons mis au point une technique grâce à laquelle les échantillons à étudier sont instantanément vitrifiés, au lieu d’être congelés», a rappelé Jacques Dubochet. Cette rapidité évite la formation de cristaux de glace, qui seraient dommageable aux molécules que l’on veut observer. «Les propriétés de l’eau dans cet état sont encore mystérieuses», ajoute-t-il. Ainsi stabilisés, les échantillons peuvent résister davantage au flux d’électrons qui les traverse et se laissent ainsi «photographier» dans leur état naturel.

Un centre, deux sites

Le DCI compte deux des microscope électroniques parmi les plus puissants du monde pour les sciences de la vie et sera à disposition de tous les chercheurs de la région. S’ajoutent à l’inventaire deux instruments pour optimiser les échantillons et un prototype, dédié au développement de nouvelles technologies qui permettront encore d’améliorer la qualité des images, sera assemblé à Lausanne.

Les microscopes les plus performants sont provisoirement basés à cheval entre les campus de l’UNIL et de l’EPFL, dans le bâtiment Cubotron. Deux autres machines sont installées à Genève. «Les synergies entre les deux sites sont nombreuses et les collaborations permanentes, explique Robbie Loewith, directeur adjoint du DCI et responsable de l’antenne genevoise. La mise en commun de toutes ces ressources nous permet d’obtenir des résultats avec une vitesse et une précision inégalées.»

Comprendre les interactions moléculaires

Pour preuve, le DCI a déterminé la structure complète d’une molécule de ferritine – responsable du transport du fer dans le sang – avec une précision de 1,4 Å : un degré de détail qui permet d’observer individuellement chaque atome et ses connexions avec les atomes voisins. Idem pour la protéine Spike du SARS-CoV-2, qui peut désormais être «parcourue» atome par atome.

«C’est extrêmement précieux pour la recherche biomédicale, reprend Henning Stahlberg. Comme nous pouvons comprendre les interactions de protéines biologiques entre elles, nous pouvons aussi élaborer des molécules susceptibles de les bloquer ou au contraire de les favoriser – dans le cas de traitements de cancers par chimiothérapie par exemple.»

En d’autres termes, la cryomicroscopie électronique atteint aujourd’hui, grâce à ce nouveau centre, un degré de maturité qui permettra des avancées scientifiques considérables et pour lesquelles la Suisse romande sera au premier rang.