Quantitative imaging of the cell
Imagerie quantitative de la cellule

IINS

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Objectif général

Nous développons des méthodologies innovantes de marquage, d’imagerie et d’analyse pour comprendre l’organisation et la dynamique des protéines à travers une gamme de modèles cellulaires et d’échelles spatiales. Nos travaux sont centrés sur la microscopie de localisation quantitative à molécule unique (SMLM), le suivi de particules uniques (SPT), la microscopie de fluorescence à feuille de lumière (LSFM) et le criblage à haut contenu, avec un fort accent sur leurs applications en biologie cellulaire et en neurosciences.

Développement et applications de la microscopie

Nous concevons et construisons des installations de microscopie avancées, développons des stratégies de marquage spécialisées et créons des outils analytiques pour quantifier l’organisation des protéines à l’échelle nanométrique. Une contribution importante de notre équipe est le développement de la microscopie à feuille de lumière à objectif unique (soSPIM). soSPIM fournit un sectionnement optique efficace et permet une imagerie approfondie à haute et super-résolution de modèles cellulaires in vitro, allant de cellules isolées à des systèmes de culture 3D complexes tels que les sphéroïdes et les organoïdes. En complément, nous mettons en œuvre des approches de marquage multicolore utilisant des sondes orthogonales pour imager séquentiellement plusieurs protéines.

Plus récemment, nous avons affiné la technologie soSPIM pour permettre un suivi à haut contenu des cultures cellulaires en 3D, ouvrant ainsi la voie à son utilisation pour le criblage de médicaments et les essais fonctionnels.

Analyse des données et intégration de l’IA

Nos principales réalisations sont ancrées dans l’analyse d’images basée sur des modèles et le traitement géométrique avancé, qui ont permis une quantification précise de structures biologiques complexes. Forts de cette expertise, nous explorons activement la manière dont les approches d’apprentissage profond peuvent conduire à de nouvelles percées dans l’acquisition et l’analyse des données de microscopie, dans le but de repousser les limites de l’imagerie à haute résolution et à haut débit.

Applications biologiques

Au cours des 15 dernières années, nous avons intégré efficacement la nanoscopie à molécule unique, des pipelines d’analyse d’image personnalisés et des stratégies avancées d’étiquetage et de bio-ingénierie pour répondre à des questions fondamentales en neurosciences et en biologie cellulaire. Avec l’intégration récente d’Olivier Thoumine, notre recherche est maintenant de plus en plus orientée vers le développement de modèles neuronaux en 3D pour étudier la formation et la communication des synapses, en tirant parti des capacités uniques de notre technologie soSPIM.

Transfert de technologie et science ouverte

Nous nous engageons fermement en faveur du transfert de technologies tant académiques qu’industrielles. Notre équipe développe des outils logiciels et des solutions de microscopie, que nous diffusons activement par le biais de divers canaux, notamment des publications scientifiques, des brevets, des collaborations industrielles, des accords de transfert de matériel universitaire et des initiatives de collaboration ou de logiciels libres. Cette approche garantit que nos innovations ne font pas seulement progresser la recherche fondamentale, mais qu’elles ont également un impact scientifique et technologique plus large.

Organisation de l’équipe

L’équipe Imagerie quantitative de la cellule est un groupe de R&D qui rassemble des experts de diverses disciplines, notamment la microscopie, l’informatique et la biologie. Cette base multidisciplinaire nous permet d’aborder des questions de recherche complexes avec une approche holistique et intégrative.

Membres (permanents)

  • Jean-Baptiste Sibarita (IRHC CNRS, IINS) est le responsable de l’équipe depuis 2009. Physicien de formation, il a une expertise en microscopie quantitative et en analyse d’images appliquées aux neurosciences et à la biologie cellulaire.
  • Rémi Galland (CRCN CNRS) est physicien, avec une expertise en optique et en microscopie à super-résolution. Il est le principal développeur de la technologie soSPIM.
  • Florian Levet (IRHC INSERM) est un informaticien, avec une forte expertise dans l’analyse d’images appliquée à la microscopie. Il est le principal développeur de plusieurs logiciels populaires (SR-Tesseler, PoCA) pour les données de microscopie de localisation de molécules uniques et l’apprentissage profond.
  • Olivier Thoumine (DR1 CNRS) a rejoint le groupe en janvier 2024, après avoir dirigé l’équipe « Cell Adhesion Molecules in Synapse Assembly » pendant 14 ans à l’IINS. Il est internationalement reconnu pour ses travaux sur la fonction des complexes d’adhésion cellulaire dans la différenciation des synapses, combinant essais biomimétiques, imagerie de molécules uniques, modèles biophysiques et optogénétique.

Mots-clés

Microscopie de localisation de molécules uniques ; Suivi de particules uniques ; Microscopie de fluorescence à feuille de lumière à objectif unique ; Criblage à haut contenu, Analyse d’images biologiques ; Traitement de la géométrie ; Apprentissage profond ; Modèles cellulaires 3D ; Marquage de protéines ; Synapse ; Neurosciences

Selected publications

Chef(s) d'équipe
Jean-Baptiste Sibarita
CNRS



Membres de l'équipe


Chercheurs, Praticiens hospitaliers...

Olivier Thoumine (Chercheur)
Rémi Galland (Chercheur)


Ingénieur(e)s, technicien(ne)s


Post-doctorant(s)


Doctorant(s)