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L'imagerie magnétique explore les frontières biotechnologiques

La résonance magnétique nucléaire (RMN), hormis son application bien connue dans le domaine de l'imagerie médicale destinée aux patients, peut également être utilisée en recherche biologique et chimique fondamentale. L'actuel projet a mis au point deux sondes à RMN qui aideront à résoudre des problèmes biologiques impossibles à appréhender par d'autres moyens.
L'imagerie magnétique explore les frontières biotechnologiques
La résonance magnétique nucléaire permet de déterminer des structures dans une solution. Elle peut fournir des images de processus dynamiques concernant la fonction et le repliement et permettre l'étude d'interactions moléculaires qui sont essentielles pour comprendre les mécanismes de réponse cellulaire aux signaux de croissance, environnementaux et de développement.

L'intérêt croissant des biologistes et des chimistes pour l'imagerie magnétique s'est particulièrement distingué dans le domaine de la recherche et deux nouvelles sondes RMN ont été développées. Une sonde haute résolution 800 MHz 1H, pour les excitations de bande large (sonde HP). Une seconde, la sonde navette, haute résolution 600 MHz permettant le transfert rapide d'échantillon. Techniquement, les deux sondes vont bien au-delà des caractéristiques habituelles. La sonde HP permet des pulsations très courtes, à 90 degrés, à une radiofréquence de puissance intermédiaire, dues à ses petites bobines de 3 mm de diamètre avec un facteur de remplissage hautement magnétique. Les largeurs de bande excitables autorisées sont de l'ordre de 100 kHz. La sonde navette a quant à elle été spécifiquement conçue pour permettre un mouvement pneumatique rapide vers l'avant et l'arrière de l'échantillon, depuis des positions à champs magnétiques élevés près du centre du cryo-aimant et donc des fréquences de résonance relativement élevées, vers des positions dans le cryo-aimant, mais à des champs et des fréquences bien moindres.

Ces nouvelles sondes, dotées d'une sensibilité accrue, aideront le lancement de nouvelles expériences et induiront des applications complémentaires dans le domaine de la biologie et de la chimie cellulaire. La sonde à pulsation basse, à ligne isoélectrique plane, capable de détecter des largeurs spectrales étendues, offrira une analyse efficace des protéines paramagnétiques. Réciproquement, la sonde navette permet la polarisation et la détection de champs élevés, mais peut tout aussi bien mesurer des interactions dipôle-dipôle hétéronucléaires sur champs magnétiques faibles.

Les informations sur la structure magnétique recueillies par les sondes aideront à résoudre des questions importantes. L'appréciation structurelle des protéines est fondamentalement entravée par les liaisons hydrogène. La détection de la localisation des liaisons hydrogène est désormais possible avec les sondes, dans la mesure où les couplages dipolaires réprimés entre deux noyaux distincts peuvent être détectés et que cela entraîne la détection directe desdites liaisons.

Les chercheurs, tant universitaires que privés, oeuvrant dans le domaine des applications RNM en biologie et en génomique structurelles seront les bénéficiaires de cette nouvelle technologie. Les partenaires associés au projet détiennent les droits exclusifs pour les sondes développées et recherchent des accords commerciaux pour leur production.