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Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (05/12/2006), Therese Garestier (Pr.)
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Nanocristaux semi-conducteurs et interaction ADN/EcoRV
Pierre Desbiolles1

Ce mémoire rassemble les résultats des travaux de recherche que j'ai menés au cours des dix dernières années au laboratoire Kastler Brossel au sein de l'équipe ``Optique et Biologie''. Nos travaux s'articulent autour de la détection optique de molécules individuelles, notamment pour la biologie. Nous utilisons dans ce but des sondes fluorescentes aux propriétés optiques remarquables : les nanocristaux semi-conducteurs. Je me suis concentré sur la visualisation par microscopie de fluorescence des interactions ADN-protéines à l'échelle de la molécule unique. Notre approche consiste à étendre et à accrocher des molécules d'ADN à une surface en s'inspirant des techniques de peignage moléculaire. Notre but est de visualiser directement le mouvement le long de la molécule d'ADN d'une protéine marquée à l'aide de nanocristaux ou de colorants organiques. La proximité entre la surface et l'ADN nous permet de visualiser ce mouvement par microscopie en onde évanescente. Nous nous sommes concentrés sur l'enzyme de restriction EcoRV, et en particulier sur la ``diffusion facilitée'' de cette enzyme sur l'ADN étiré du bactériophage T7. Nous sommes parvenus à observer la diffusion d'EcoRV, marquée avec des nanocristaux, le long de l'ADN étiré. Nous avons montré que le glissement des protéines le long de la chaîne d'ADN est le mécanisme le plus probable qui sous-tend la diffusion facilitée d'EcoRV. Nous avons observé des sauts de l'enzyme le long de l'ADN sur des distances importantes. L'analyse de la distribution de ces sauts nous a permis de proposer une vision synthétique de la diffusion facilitée.
1 :  LKB (Lhomond) - Laboratoire Kastler Brossel
nanocristaux – adn – enzymes de restriction – molecule unique – microscopie de fluorescence

Quantum dots and DNA/EcoRV interactions
This report brings together the results of my research activity for the last ten years in the Kastler Brossel laboratory. The work describes in this report was essentially carried out within the team named `` Optique and Biologie''. Our work focuses on the detection of single molecules by optical means and applications to biology using new fluorescent probes whose optical properties are remarkable: semiconductor nanocrystals (Quantum Dots or QDots). I concentrated on the visualization of DNA-protein interactions. Our approach consists in using stretched DNA molecules specifically attached by their ends to a surface. Our goal is to visualize directly by fluorescence microscopy the movement along the DNA molecule of a protein labeled with QDots or with organic dyes. The proximity between surface and the DNA enables us to visualize this movement by Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy. We have concentrated on the restriction enzyme EcoRV and in particular on the `` facilitated diffusion'' of this enzyme on stretched T7 DNA. We managed to observe the diffusion of EcoRV, labeled with QDots, along the stretched DNA. We showed that the sliding of enzymes along the DNA is the most probable mechanism which underlies the facilitated diffusion of EcoRV. We also observed large jumps of the enzyme along the DNA. The analysis of the distribution of these jumps enabled us to propose a new vision of the facilitated diffusion.
quantum dots – dna – restriction enzymes – single molecule – fluorescence microscopy