Aperçu
Cet article décrit une méthode novatrice utilisant la microscopie à force atomique en mode contact intermittent (AFM) pour visualiser et analyser les interactions entre des phages et des antigènes sur une surface de mica. Le protocole détaille l'immobilisation de l'antigène, la liaison sélective des phages et l'imagerie nanométrique à haute résolution, permettant ainsi d'identifier des réactifs spécifiques à la morphologie ciblant les variants de la protéine TDP-43, pertinents pour la recherche sur la sclérose latérale amyotrophique.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Biophysique
- Nanotechnologie
- Interactions protéine-protéine
Contexte
- La microscopie à force atomique (AFM) permet l'imagerie à l'échelle nanométrique d'échantillons biologiques.
- Les bibliothèques d'affichage sur phage peuvent présenter divers fragments d'anticorps pour la liaison à des cibles.
- La visualisation des interactions phage–antigène à haute résolution facilite le choix des réactifs.
- Les variants de la protéine TDP-43 sont impliqués dans des maladies neurodégénératives telles que la SLA.
Objectif de l'étude
- Développer un protocole permettant la visualisation directe des interactions entre phages et antigènes par microscopie à force atomique (AFM).
- Permettre la sélection de réactifs spécifiques à la morphologie ciblant des variants de la protéine TDP-43.
- Améliorer la spécificité et l'efficacité des approches de biopanning.
Méthodes utilisées
- Immobilisation de l'antigène cible sur des surfaces de mica clivé par liaison non covalente.
- Incertion d'un mélange de phages affichant divers fragments d'anticorps.
- Étapes de lavage pour éliminer l'antigène non lié et les phages, en conservant les liants à forte affinité.
- Séchage à l'air des échantillons pour assurer leur stabilité pendant l'observation.
- Imagerie en mode contact intermittent réalisée à l'aide d'un contrôleur Nanoscope IIIa, de sondes en silicium (300 kHz, 40 N/m) et d'un alignement laser précis.
- Balayage haute résolution (3,05 Hz, 512 échantillons/ligne) permettant de détecter les complexes phage–antigène en tant que caractéristiques topographiques.
Résultats principaux
- Les particules de bactériophages liées à l'antigène immobilisé apparaissent comme de longues structures brillantes sur les images de microscopie à force atomique.
- Le protocole permet une différenciation claire entre les bactériophages liés et non liés à l'échelle nanométrique.
- L'imagerie haute résolution confirme la spécificité des interactions entre les bactériophages et l'antigène.
- La méthode permet l'identification de réactifs spécifiques à la morphologie pour des études ultérieures.
Conclusions
- La microscopie à force atomique en mode contact intermittent est efficace pour la visualisation directe des interactions entre bactériophages et antigènes.
- Cette approche améliore la sélection de réactifs spécifiques dirigés contre des variants protéiques.
- Ce protocole peut être adapté à d'autres études d'interactions protéine–protéine à l'échelle nanométrique.
Quel est l'avantage principal de l'utilisation de la MFA dans ce protocole ?
La microscopie à force atomique fournit une imagerie à haute résolution et à l'échelle nanométrique des interactions entre phages et antigènes, permettant la visualisation directe et l'analyse des événements de liaison.
Comment les antigènes sont-ils immobilisés sur la surface de la mica ?
Les antigènes sont liés non covalemment à la mica fraîchement clivée par incubation, suivie d'un lavage pour éliminer le matériel non lié.
Qu'est-ce qui garantit que seuls les bactériophages à forte affinité restent liés à la surface ?
Plusieurs étapes de lavage après l'incubation des phages éliminent les phages faiblement liés ou liés de manière non spécifique, ne conservant que ceux ayant une forte affinité pour l'antigène.
Comment les complexes phage–antigène sont-ils visualisés à l'aide de la microscopie à force atomique (AFM) ?
La microscopie à force atomique en mode oscillant balaye la surface de la mica, détectant les variations de hauteur provoquées par les phages liés, qui apparaissent comme des structures longues et brillantes sur les images obtenues.
Quels sont les paramètres clés pour l'imagerie en AFM dans ce protocole ?
L'imagerie est réalisée dans l'air à température ambiante à l'aide de sondes en silicium (fréquence de résonance de 300 kHz, constante de ressort de 40 N/m), avec une vitesse de balayage de 3,05 Hz et 512 échantillons par ligne.
Ce protocole basé sur la MFA peut-il être adapté à d'autres interactions protéiques ?
Oui, le protocole est largement applicable à l'étude de diverses interactions protéine-protéine à l'échelle nanométrique à l'aide de bibliothèques d'affichage sur phage.