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© J. Ellenberg group/EMBL

Noyau d'un ovocyte d'étoile de mer en début de division cellulaire (méiose). Les chromosomes (bleu) sont individualisés. Pour les capturer après l'imminente rupture de la paroi nucléaire, des microtubules (vert) ont formé deux asters. Si la paroi se rompait trop tôt, les chromosomes seraient dispersés dans toute la cellule et leur répartition dans les futurs noyaux des deux cellules-filles échouerait. Quelles protéines assurent cette synchronisation ? Les chercheurs en testent des centaines pour le découvrir.

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© E. Karsenti group/EMBL

Vue du noyau (bleu) d'une cellule de grenouille en interphase (i.e. avant division). Dans le noyau, les chromosomes ne sont pas encore individualisés. Et autour, les microtubules (vert), tubes formés par des protéines globulaires (tubulines) ne sont pas encore organisés en fuseau.

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© F. Nédelec/EMBL

Simulation numérique de fuseaux de microtubules (vert). Comprendre leur croissance et en identifier les molécules « moteurs » est capital, notamment pour synthétiser des médicaments bloquant les divisions, devenues anarchiques, des cellules cancéreuses. Les principes d'auto-organisation de ces microtubules trouveraient également de larges applications dans l'élaboration de nano-machines.

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© A. Popov/EMBL

Cellule en métaphase. Les chromosomes dédoublés (bleu) s'alignent sur un plan. Ainsi, les fuseaux de microtubules (vert et jaune) pourront les attraper et les séparer en deux jeux identiques.

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© C. Gonzalez group/EMBL

Fin d'une division cellulaire. Les deux cellules-filles (bleu) ne sont plus attachées que par un pont de filaments de tubuline. Dans le cas d'un déficit de molécule Cdc37 (ici « tagué » en jaune) l'ensemble de la division cellulaire échoue. Son rôle exact fait l'objet de recherches.

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Heidelberg, au nord de la Forêt-Noire. La navette grimpe la route en épingles à cheveux bordée de troncs dégarnis. À chaque arrêt devant une maison d'hôtes, une poignée de jeunes gens prennent place. Direction : l'EMBL, European Molecular Biology Laboratory. Le campus abrite 130 techniciens et ingénieurs et 400 chercheurs postdoctorants, en majorité allemands, anglais et français¹, mais aussi natifs des quatorze autres états de l'Union européenne². Moyenne d'âge : 32 ans à tout casser. Dans les labos, derrière d'opaques rideaux noirs, une bonne partie d'entre eux passent leur temps les yeux rivés sur des images aux couleurs psychédéliques. Une débauche chromatique qui mérite quelques explications…
« En 1994, une protéine auto-fluorescente a été isolée de la méduse Aequoria victoria, rappelle Emmanuel Reynaud, post-doctorant français à l'EMBL. Depuis, on l'utilise pour marquer les cellules ou une partie de leur matériel biologique ». Verte à l'origine, cette GFP (Green Fluorescent Protein), déclinée aussi en bleu et en jaune, permet par exemple de pister une unique protéine pendant que le noyau se divise, ou lors du réarrangement des chromosomes dédoublés et autres indiscrétions cellulaires.
« Cette technique est devenue un outil-clé pour comprendre l'activité de la cellule, et notamment ses dérèglements. Puisque tout est devenu observable, en direct, au microscope à fluorescence. »
L'EMBL avait flairé la révolution fluo. Le laboratoire chargea donc un spécialiste, Rainer Pepperkok, de se concentrer sur les techniques de microscopie dès son arrivée en 1998. À présent, l'ALMF (Advanced Light Microscopy Facility) qu'il dirige est la plus grande plateforme européenne d'imagerie qui permet au Laboratoire d'exploiter au maximum les techniques de fluorescence. « Des chercheurs viennent du monde entier pour y observer leurs échantillons. Ou même pour tester les différentes machines avant d'équiper leur propre laboratoire » souligne Emmanuel Reynaud. Ce pouvoir attractif, les pionniers de l'EMBL en caressaient le doux rêve dès les origines.

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© M. Britt Hansen/EMBL

De gauche à droite : Christian Tischer, Philippe Bastiaens et Antony Squire. Le rayon laser (bleu) qui zigzague dans l'enchevêtrement des miroirs permet d'exciter les molécules marquées par fluorescence et de distinguer celles qui entrent en jeu dans la rencontre entre protéines.

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© M. Way/EMBL

Cellules infectées par le virus de la vaccine. La microscopie à fluorescence met en évidence les filaments d'actine (vert et jaune). Leur réorganisation « en comète » est orchestrée par le virus.

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© A. Ephrussi group/EMBL

Chambre ovarienne de drosophile. Les chercheurs s'intéressent à la protéine Staufen (en rouge) qui joue un rôle capital dans l'établissement du pôle postérieur du corps de la mouche. Christiane Nüsslein-Volhard et Éric Wieschaus ont reçu le prix Nobel de Médecine en 1995 pour leurs travaux dans ce domaine.

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© J. Simpson/EMBL

Cellules épithéliales en microscopie à fluorescence. L'appareil de Golgi (vert/jaune) près du centre du réseau de microtubules (rouge) est bien visible à proximité de chaque noyau (bleu/violet).

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En pleine guerre froide, Vicktor Weisskopf et Leo Slizard, physiciens nucléaires européens, craignaient en effet un déclin des sciences sur le vieux continent. Et déploraient la fuite des cerveaux vers l'Amérique. En 1962, ils invitèrent le chimiste anglais John Kendrew et James Watson (un Américain !) à en discuter. La découverte de la structure en double hélice de la molécule d'ADN par Watson³ venait justement de sonner le départ d'une course effrénée en biologie cellulaire et en génétique. Sur le modèle du Cern⁴, dont Weisskopf était directeur, les quatre chercheurs ébauchèrent le concept du laboratoire  qui vit le jour quatorze ans plus tard.
Premier dans son domaine en Europe par l'impact de ses publications⁵, l'EMBL arrache une honorable quatorzième place mondiale aux labos américains qui occupent en masse les trente premiers échelons du tableau. En 1995, deux de ses têtes chercheuses ont décroché un prix Nobel⁶. 150 brevets ont été déposés et une dizaine d'entre eux a déjà des applications commerciales en bio-informatique ou dans le développement de médicaments. L'EMBL draine les « cerveaux » du monde entier, mais le turn-over fait partie de la règle du jeu. Thésards et postdoctorants ont des contrats de deux ou trois ans, les chefs de groupe de cinq ans, renouvelables pour quatre ans au maximum. D'ailleurs la majorité d'entre eux restent ensuite en Europe où ils trouvent de nouveaux engagements. L'EMBL remplit ainsi sa mission : maintenir l'Europe dans la course et y retenir des leaders motivés et compétents.

Charline Zeitoun