Habiller un virus pour étudier les discontinuités topologiques
En habillant un système de virus de molécules fluorescentes, des chercheurs du Centre de recherche Paul Pascal (CNRS/Université de Bordeaux) arrivent désormais à observer les discontinuités topologiques avec une finesse jamais atteinte. Ces singularités, que l'on retrouve partout où la matière s’ordonne, permettent d'expliquer des phénomènes aussi divers que la croissance cristalline ou la déformation plastique des métaux.
Les discontinuités topologiques se retrouvent partout. Dès que la matière s’ordonne, elle se dote de telles « singularités », qui font partie de ce que l’on appelle les « défauts topologiques ». Pour les examiner à l'échelle moléculaire, on travaille généralement avec un microscope électronique. Mais la technique permet uniquement de prendre des « instantanés » sans rien révéler de la dynamique qui entre en jeu. Pour pallier ce problème, l’équipe du directeur de recherche au CNRS Eric Grelet (CRPP, CNRS/Université de Bordeaux) travaille depuis près de 15 ans avec des virus qui partagent la façon de s’organiser des molécules.
« Ces virus ne sont ni plus ni moins que des particules en suspension qui subissent le mouvement brownien, le mouvement induit par les chocs des particules avec celles du fluide environnant », rappellent les auteurs de l’étude. « Cette agitation est également partagée par les molécules. » Les virus du centre de recherche Paul Pascal miment donc l’organisation moléculaire et les observations optiques sur les agencements de virus peuvent alors expliquer des phénomènes de l’échelle moléculaire.
Les chercheurs détaillent leur système : « un marqueur fluorescent est greffé sur la tête des virus qui ont une forme de bâtonnet. Cela ne change pas la forme et l’agencement des virus entre eux mais cela permet d’utiliser un microscope à fluorescence. » Les images obtenues ont non seulement une meilleure résolution mais surtout un contraste fortement amélioré. La netteté atteinte permet de révéler des structures très fines de l’organisation de la matière, tout en l’observant se modifier dans le temps. C’est la première fois que la structure fine de ces discontinuités topologiques est révélée avec une telle netteté.
Référence
Andrii Repula et Eric Grelet
Elementary edge and screw dislocations visualized at the lattice periodicity level in smectic phase of colloidal rods
Physical Review Letters – Août 2018
DOI : 10.1103/PhysRevLett.121.097801