Morphologie virale et microscopie électronique

La plupart des particules virales sont bien trop petites pour être observées au microscope optique, de sorte que la description de la morphologie virale — la taille, la forme et les caractéristiques de surface du virion — a dépendu de la microscopie électronique. En visualisant des particules colorées négativement ou hydratées et congelées, la microscopie électronique révèle des bâtonnets hélicoïdaux, des capsides icosaédriques, des sphères enveloppées et des formes complexes, offrant ainsi un vocabulaire descriptif pour les virus et une base pour leur reconnaissance.

Definition

La morphologie virale est la taille, la forme, la symétrie et l'architecture de surface de la particule virale, caractérisée principalement par la microscopie électronique, la technique d'imagerie qui permet de résoudre les dimensions sub-microscopiques des virions.

Scope

Cette entrée couvre les principales morphologies virales et les méthodes de microscopie électronique utilisées pour les visualiser, y compris la microscopie électronique à coloration négative et la cryo-microscopie électronique, le rôle de la morphologie dans la description et la reconnaissance des virus, ainsi que les forces et les limites de la microscopie électronique en tant qu'outil descriptif et diagnostique. Il s'agit d'une référence méthodologique et structurelle, et non d'un guide clinique.

Core questions

• Pourquoi la microscopie électronique est-elle nécessaire pour observer la plupart des virus ?
• Quelles sont les principales formes morphologiques des virus ?
• En quoi la microscopie électronique à coloration négative et la cryo-microscopie électronique diffèrent-elles ?
• Que peut apporter la morphologie à la reconnaissance ou à la description d'un virus ?
• Quelles sont les limites de la microscopie électronique en tant que méthode descriptive ?

Key concepts

• Échelle de taille des virions (nanomètres)
• Morphologie hélicoïdale
• Morphologie icosaédrique
• Particules enveloppées et pléomorphes
• Morphologie complexe
• Microscopie électronique à coloration négative
• Cryo-microscopie électronique
• Détection universelle (ouverte)

Mechanisms

Étant donné que les virions mesurent généralement de quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres, ils se situent en dessous de la résolution de la microscopie optique et nécessitent la longueur d'onde beaucoup plus courte d'un faisceau d'électrons pour être imagés. En microscopie électronique à coloration négative, les particules sont entourées d'un colorant dense aux électrons qui délimite leur forme, révélant rapidement une morphologie hélicoïdale, icosaédrique, enveloppée ou complexe. La cryo-microscopie électronique, quant à elle, image les particules congelées dans de la glace vitreuse, préservant ainsi leur structure native et, lorsqu'elle est combinée à l'averaging d'images, résolvant l'architecture de la capside avec une grande précision. La morphologie offre un moyen rapide et ouvert de reconnaître le type général de virus présent sans connaissance préalable de son identité, complétant ainsi les méthodes moléculaires.

Clinical relevance

La microscopie électronique a historiquement permis la découverte et la description de nombreux virus et demeure une méthode universelle capable de révéler un agent inattendu par sa forme ; elle est utilisée dans les contextes de référence et de recherche aux côtés des diagnostics moléculaires. Cette entrée décrit la morphologie et les méthodes d'imagerie à titre de référence et ne fournit pas de protocoles diagnostiques ni de recommandations de traitement.

History

Le microscope électronique a rendu les virus directement visibles pour la première fois à la fin des années 1930 et dans les années 1940, et la coloration négative à partir des années 1950 a permis une étude morphologique rapide des particules virales, contribuant à la découverte et au regroupement de nombreux virus. Les méthodes de reconstruction d'images, initiées par Klug et ses collègues, puis la cryo-microscopie électronique, ont progressivement augmenté la résolution à laquelle l'architecture virale pouvait être examinée.

Key figures

• Aaron Klug
• Donald Caspar
• Stephen Harrison
• Cynthia Goldsmith
• Sara Miller

Seminal works

• goldsmith-2009
• harrison-1983
• caspar-klug-1962

Frequently asked questions

Pourquoi la plupart des virus ne peuvent-ils pas être observés avec un microscope optique ordinaire ?

La plupart des virions ne mesurent que de quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres, bien en dessous de la limite de résolution de la microscopie optique à lumière visible ; la microscopie électronique utilise un faisceau d'électrons de longueur d'onde beaucoup plus courte pour résoudre de si petites particules.

Quel est l'avantage de la microscopie électronique pour détecter les virus ?

C'est une méthode ouverte et universelle : parce qu'elle révèle les particules par leur forme sans nécessiter de réactifs spécifiques aux virus, elle peut identifier le type général d'un virus inattendu ou inconnu, complétant ainsi les tests moléculaires ciblés.