Tracking of single molecules labeled with quantum dots :
methods and application to the study of glycine receptors dynamics
Suivi de molécules uniques à l'aide de nanocristaux semiconducteurs :
méthodes et application à l'étude de la dynamique du récepteur de la glycine
Résumé
Single molecule tracking experiments are useful to understand biological processes since they
give access to dynamic properties which are inaccessible with ensemble measurements. We present
the properties of semiconductor quantum dots (QDs) and show how their superior brightness and
photostability enable ultrasensitive biological imaging.
Next, we introduce a new approach for automatically tracking QD-labeled membrane molecules
which accounts for the blinking of the fluorescent probes and we discuss methods specifically adapted
to analyse the obtained trajectories.
Finally, we apply these sensitive imaging techniques to study glycine receptors (GlyR) lateral
dynamics in live cells. We discuss a study on the regulation of GlyR number at synapses by the cytoskeleton.
We also investigate the interactions between GlyR and gephyrin (its scaffolding protein)
in model cellular systems and we characterize the corresponding equilibrium.
give access to dynamic properties which are inaccessible with ensemble measurements. We present
the properties of semiconductor quantum dots (QDs) and show how their superior brightness and
photostability enable ultrasensitive biological imaging.
Next, we introduce a new approach for automatically tracking QD-labeled membrane molecules
which accounts for the blinking of the fluorescent probes and we discuss methods specifically adapted
to analyse the obtained trajectories.
Finally, we apply these sensitive imaging techniques to study glycine receptors (GlyR) lateral
dynamics in live cells. We discuss a study on the regulation of GlyR number at synapses by the cytoskeleton.
We also investigate the interactions between GlyR and gephyrin (its scaffolding protein)
in model cellular systems and we characterize the corresponding equilibrium.
Le suivi de molécules uniques est utile pour comprendre le déroulement d'un processus biologique.
Il permet de sonder des propriétés dynamiques inaccessibles pas des mesures d'ensemble.
Nous présentons les nanocristaux semiconducteurs et montrons qu'ils permettent de combiner
les avantages des autres marqueurs fluorescents avec une grande photostabilité et un très bon rapport
signal à bruit.
Nous exposons une approche de suivi automatique dédiée à ces nano-objets scintillants. Nous
discutons les méthodes spécifiquement adaptées à l'analyse des trajectoires ainsi obtenues.
Nous appliquons ces techniques d'imagerie ultrasensible à l'étude de la dynamique membranaire
du récepteur de la glycine (RGly) dans les milieux vivants. Nous présentons une étude sur
l'implication du cytosquelette dans la régulation du nombre de RGly aux synapses. Nous examinons
les interactions entre le RGly et la géphyrine (sa protéine d'ancrage) dans des systèmes cellulaires
modèles et caractérisons l'équilibre correspondant.
Il permet de sonder des propriétés dynamiques inaccessibles pas des mesures d'ensemble.
Nous présentons les nanocristaux semiconducteurs et montrons qu'ils permettent de combiner
les avantages des autres marqueurs fluorescents avec une grande photostabilité et un très bon rapport
signal à bruit.
Nous exposons une approche de suivi automatique dédiée à ces nano-objets scintillants. Nous
discutons les méthodes spécifiquement adaptées à l'analyse des trajectoires ainsi obtenues.
Nous appliquons ces techniques d'imagerie ultrasensible à l'étude de la dynamique membranaire
du récepteur de la glycine (RGly) dans les milieux vivants. Nous présentons une étude sur
l'implication du cytosquelette dans la régulation du nombre de RGly aux synapses. Nous examinons
les interactions entre le RGly et la géphyrine (sa protéine d'ancrage) dans des systèmes cellulaires
modèles et caractérisons l'équilibre correspondant.