Des virus sous le rayon X express
Un microscope ordinaire est impuissant lorsqu'il s'agit d'observer un virus isolé dans les moindres détails. Trop petit. Mais il existe un instrument qui émet des éclairs des milliards de fois plus brillants que la lumière du soleil — le laser à rayons X à électrons libres. Il est conçu pour « photographier » la particule avant qu'elle ne s'évapore sous son propre faisceau. C'est ainsi que des scientifiques ont étudié le bactériophage PR772, pulvérisé dans l'air.
Chaque cliché n'est pas une image familière, mais un motif de taches : c'est ainsi que les rayons X se diffusent en rencontrant les atomes du virus. Pour assembler un modèle tridimensionnel à partir de ces motifs, les auteurs ont utilisé les invariants de rotation — des grandeurs mathématiques qui ne changent pas lorsque l'objet tourne. C'est comme reconnaître une personne à ses traits invariants, quel que soit l'angle sous lequel on la regarde. En comparant des milliers de ces « empreintes », le programme a calculé la forme du virus.
La résolution des images était modeste — environ 20 nanomètres (des centaines de fois plus fin qu'un cheveu humain). Mais même ainsi, on a pu discerner l'asymétrie de l'enveloppe et l'hétérogénéité du contenu. Auparavant, de tels détails se perdaient dans des modèles moyennés. Désormais, la méthode permet de suivre les changements du virus au fil du temps — par exemple, comment il s'attache à la cellule cible.
Le laser à rayons X à électrons libres produit une impulsion d'une durée de quelques femtosecondes — c'est comme si l'on étirait une seconde sur 30 millions d'années, puis qu'on en prélevait une infime fraction.
Dans le roman « La Variété Andromède » de Michael Crichton, un virus extraterrestre est étudié à l'aide d'un microscope électronique et de spectroscopie laser — presque comme dans ce travail, sauf que le laser ne détruisait pas l'échantillon.