Une protéine dans une cellule, c'est comme un ressort étroitement enroulé. Sa forme détermine ce qu'elle fait, mais voir cette forme sur une molécule unique sans la déranger était presque impossible. Le nouveau microscope procède autrement : il envoie une brève impulsion laser qui chauffe légèrement la molécule. Sous l'effet de la chaleur, la molécule se met à vibrer, et ces vibrations sont comme une voix unique qui permet d'identifier à la fois la protéine et son état.

La méthode est appelée spectroscopie de diffusion photo-thermique à codage. Le laser « écoute » les vibrations des liaisons à l'intérieur de la protéine – celles-là mêmes qui relient les atomes en chaîne. Chaque liaison vibre à sa propre fréquence, et l'ensemble des fréquences forme une empreinte, comme un accord composé de plusieurs notes. En comparant les « accords », les scientifiques distinguent les protéines, déterminent leur masse et voient même comment une protéine change de forme lorsqu'elle fonctionne.

Auparavant, on marquait les protéines avec des colorants fluorescents – mais le marqueur pouvait modifier le comportement de la molécule, comme un lourd ornement sur un ressort. La nouvelle méthode ne nécessite aucun marqueur, les protéines restent donc dans leur état naturel. Les scientifiques ont déjà mesuré la vitesse à laquelle une protéine se lie à une autre et ont observé comment une protéine artificielle bascule entre deux formes – comme une clé qui tourne dans une serrure.

Désormais, on pourra étudier les protéines dans leur environnement d'origine – à l'intérieur de la cellule, et non plus dans une éprouvette. C'est un pas vers la compréhension du fonctionnement des machines moléculaires de la vie et vers la création de médicaments qui atteignent leur cible avec plus de précision.