Axe 1 : Imagerie et quantification spatiotemporelle des mécanismes du vivant « Imager et quantifier »
Relier l’organisation et les fonctions du vivant en combinant innovation photonique, métrologie et modélisation, pour obtenir des mesures quantitatives robustes et reproductibles
Mots clefs.’ Encodage/décodage en biologie, rapport structure/fonction à haute résolution, mécanique moléculaire en cellule, plasticité membranaire et dynamique des récepteurs, interfaces cellulaires, biomécanique, synapse, architecture des machinerie moléculaire, relations hôte/micro-organisme, virus, nanophotonique, résolution temporelle, mécanobiologie, forces, mesures mécaniques, quantification, préparation des échantillons et milieu d’observation, contrôle des variation du systèmes biologique, quantification, modélisation, SAF, RICM, TIRF, nanostructures photonique, imageries multimodales successives ou simultanées, couplage AFM/Photonique, couplage avec les imageries profondes, fluctuation de fluorescence, FCS, SPT, ICS, FLIM, FRET
La microscopie de super-résolution a franchi un cap décisif en dépassant la limite de diffraction optique et en donnant accès à l’organisation nanométrique du vivant. La rupture à venir ne réside toutefois plus uniquement dans le gain de résolution spatiale, mais dans l’émergence d’une imagerie quantitative, multi-paramétrique et prédictive, capable de relier structure, dynamique et fonction des macromolécules biologiques dans des systèmes complexes et vivants. Cette transition impose un changement de paradigme technologique : développer des approches photoniques capables de sonder en profondeur des échantillons épais tout en maintenant une résolution nanométrique, et de mesurer simultanément des paramètres physico-chimiques clés en utilisant par exemple la durée de vie de fluorescence, l’orientation moléculaire ou l’environnement optique local. L’enjeu est de transformer les photons détectés en une information métrologiquement exploitable, robuste et reproductible. La combinaison étroite entre innovation instrumentale, développement de nouvelles sondes, modélisation physique et intelligence artificielle ouvre la voie à une microscopie de nouvelle génération, capable de quantifier les interactions moléculaires dynamiques et de révéler les principes d’organisation fonctionnelle du vivant à l’échelle nanométrique et de fournir des informations, obtenues dans le contexte réel du système vivant, directement comparables à celles obtenues/simulées à l’échelle atomique ou à l’échelle millimétrique (voir axe suivant) par d’autres approches expérimentales.