Imagerie biologique à l’échelle cellulaire: enjeux et défis en traitement d’images

Charles KERVRANN
INRIA Rennes - SERPICO Team
Jeudi 10 décembre 2015, 10h - LIRMM Bat5, Salle 2/124 (voir plan)

Les avancées en microscopie optique couplées aux techniques de marquage par sondes fluorescentes types GFP («Green Fluorescent Protein») ont révolutionné la biologie moléculaire et cellulaire, des avancées récompensées par deux prix Nobel ces dernières années. L’imagerie photonique à haute résolution spatiale et temporelle permet ainsi de quantifier les interactions moléculaires dans la cellule. Des avancées considérables en biologie fondamentale ont déjà été obtenues dans différents domaines : description des principales voies de transport membranaire, tri et adressage des protéines, division cellulaire,... Acquérir une vue quantifiée plus complète de la physiologie de la cellule pour toutes les échelles d’observation spatiales «nano-micro» et temporelles, est le défi à relever désormais. Mais, force est de constater que l’analyse des données de microscopie collectées, extrêmement variées (microscopie confocale, FLIM-FRET, TIRF, SIM...), est très problématique. Il faut en effet traiter des quantités considérables de volumes, toujours en nombre croissant. Leurs contenus sont surtout extrêmement complexes et très divers.
Dans cet exposé, on rappellera les principes physiques et mathématiques de la formation des images en microscopie de fluorescence. Nous présenterons ensuite quelques grands principes pour améliorer la qualité des images et quantifier et classifier les dynamiques des molécules dans une cellule. Ces sujets sont relativement populaires en traitement d’images mais des approches méthodologiques et des modélisations spécifiques sont bien souvent nécessaires pour faire face aux enjeux de la biologie cellulaire.

IBC seminars