​​Équipement de haute technologie, Titan Krios G4 a été acquis grâce à l'initiative nationale Equipex+ France Cryo-EM du Programme d'investissement d'avenir 3. Il fait partie d'un réseau français de trois cryo-microscopes électroniques répartis entre l'Institut de biologie structurale (CEA/CNRS/UGA) à Grenoble,  l'Institut de génétique, biologie moléculaire et cellulaire de Strasbourg (CNRS/Inserm/UnivStra) et le Synchrotron Soleil (CEA/CNRS) de Saint-Aubin. Une répartition stratégique qui place la France en position d'excellence pour permettre d'être à la pointe au niveau international en cryo-microscopie électronique (cryo-ME).

La cryo-microscopie électronique : une révolution pour la biologie structurale

Inventée dans les années 1980, et récompensée du prix Nobel de chimie 2017, la cryo-ME permet aux chercheurs d'explorer des échelles de résolution allant de l'atomique au cellulaire, contribuant ainsi à une compréhension accrue des mécanismes moléculaires. Elle est à présent utilisée en routine dans les laboratoires comme ceux du CEA-Irig et a pu donner lieu à différentes découvertes, par exemple sur le potentiel thérapeutique des adénovirus ou sur la réplication du virus de la rougeole.

La prouesse de la cryo-ME est de permettre l'étude de structures biologiques complexes tout en les conservant dans leur état natif, ce qui en fait une technique de choix pour observer les molécules. À la différence de la microscopie électronique classique, qui nécessite la déshydratation et la coloration des échantillons, la cryo-ME maintient les échantillons hydratés grâce à un processus de vitrification. Rapidement congelés dans de l'éthane liquide, ils restent figés dans leur forme native sans cristallisation, évitant ainsi les altérations qui surviennent dans des conditions d'observation plus traditionnelles. De fait, elle représente une révolution pour la biologie structurale.

Les performances exceptionnelles du Titan Krios G4

Avec une résolution de 1,5 à 2 angströms, le Titan Krios G4 permet la visualisation atomique de complexes biologiques tels que les protéines membranaires, les ribosomes, ou encore les interactions virus-hôte. Grâce à sa caméra à détection directe d'électrons (Falcon 4), le microscope collecte  des images avec une sensibilité extrême et un faible niveau de bruit, produisant jusqu'à 30 000 images en 48 heures. Ce système permet une acquisition continue et automatisée, avec un autochargeur de grilles pouvant traiter jusqu'à 12 échantillons, ce qui optimise le temps de recherche et minimise les interventions humaines.

Ce nouvel équipement, installé au synchrotron européen ESRF à Grenoble et géré par l'IBS et l'ISBG marque donc une avancée significative pour la biologie structurale en France, ouvrant la voie à des découvertes de pointe dans la compréhension des structures biologiques impliquées dans des mécanismes biologiques fondamentaux et dans le développement de nouvelles thérapies.