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SOMMAIRE 1 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 SOMMAIRE Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 2 SOMMAIRE SOMMAIRE SOMMAIRE ............................................................................................................................ 1 Remerciements ...................................................................................................................... 4 Il était une fois MiFoBio..... .................................................................................................... 6 COMITES D’ORGANISATION .................................................................................................. 7 PRE-MODULES ....................................................................................................................... 8 PLANNING DES COURS......................................................................................................... 11 MODULES............................................................................................................................. 18 MODULE 1 : Organisation de la cellule a l'échelle moléculaire / nanoscopie – microscopies correlatives .......................................................................................... 18 MODULE 2 : Mécanobiologie cellulaire et tissulaire : expérimentation et modélisation .............................................................................................................. 23 MODULE 3 : Imagerie en neuroscience de la synapse au cerveau : un enjeu interdisciplinaire ........................................................................................................ 27 MODULE 4 : Photo manipulation et optogénétique, biosenseurs ............................. 31 MODULE 5 : Assemblage et dynamiques moléculaires : expérimentation et modélisation .............................................................................................................. 35 MODULE 6 : Ondes sur le vivant (avec GDR ondes) : Imagerie dans les tissus, le défi des milieux diffusant hétérogènes – optique adaptative ............................... 41 MODULE 7 : Imagerie multiéchelle et biologie intégrative ....................................... 47 SEMINAIRES ......................................................................................................................... 52 CHALLENGE BIO ................................................................................................................... 59 MODULES AVANCES / TABLES RONDES ............................................................................... 61 Modules Avancés....................................................................................................... 62 Tables Rondes............................................................................................................ 65 Bar à images ........................................................................................................................ 70 PLANNING ATELIERS ............................................................................................................ 71 Fiches descriptives des ateliers .................................................................................. 93 SPONSORS.......................................................................................................................... 138 PARTENAIRES Mifobio 2016 .............................................................................................. 141 LISTE DES PARTICIPANTS ................................................................................................... 147 LISTE DES INTERVENANTS.................................................................................................. 160 3 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 REMERCIEMENTS REMERCIEMENTS L’équipe d’organisation est heureuse de vous accueillir pour cette nouvelle édition 2016 de l’école MiFoBio. Cette formation est portée par le GDR MIV dans le cadre des actions de la Formation Permanente du CNRS en collaboration avec les formations permanentes de l’INSERM. Elle est organisée avec le soutien de France BioImaging (FBI), AVIESAN (ITMO BCDE et ITS), ainsi que du réseau technologique de microscopie optique (RT mfm). Nous souhaitons remercier les personnels des formations permanentes et des services administratifs du CNRS et de l’INSERM, en particulier Dorothée Terryn, Aline Macau, Fabienne Lebleu, Anne-Sophie Bonne, Pierre Silveira, Marie-Claude Begot, et Cyril Marchal pour leur soutien et leur aide dans la mise en place de cette école. Que Jean Marc Blondy et son équipe qui assurent la gestion au niveau national des écoles thématiques, trouvent ici l'expression de nos remerciements pour leur travail à long terme pour rendre possible de tels événements. Nous aurons une pensée particulière pour Frédéric Sor qui nous a accompagnés à l'INSB depuis de nombreuses années et qui est aujourd'hui jeune retraité du CNRS. Nous exprimons nos sincères remerciements aux intervenants pour leur participation, la qualité de leurs cours et conférences, et pour leur enthousiasme. De même, nous remercions ceux qui ont accepté d’animer les pré-modules, les modules avancés et tables rondes. L’ensemble de l’équipe tient à remercier tous les collègues impliqués dans la mise au point et la réalisation de chaque atelier dont la variété est une richesse pour l’école, mais aussi ceux qui ont assuré la mise à disposition des modèles cellulaires et animaux ainsi que le déplacement de systèmes expérimentaux "home made". Nous souhaitons remercier Sandrine Lécart, Christine Terryn et Fabrice Cordelières pour la gestion des ateliers, et particulièrement Fabrice pour la mise en place d’un outil efficace de gestion des ateliers en ligne, avec édition de bases de données complètes. Cet outil a considérablement facilité l'organisation de cette édition 2016. L’équipe qui assure le fonctionnement de la salle de culture et le maintien des modèles aquatiques mérite la reconnaissance totale du comité d'organisation et de l'ensemble des participants. Bravo aussi à Guillaume Baffou pour la création de l'affiche MiFoBio2016. Nous remercions les partenaires industriels de cette école pour leur engagement dans cette aventure, leur fort soutien et la mise à disposition d’un parc technologique exceptionnel, qui nous permet de réaliser les ateliers pratiques dans d’excellentes conditions, sur du matériel à l’état de l’art. 4 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 REMERCIEMENTS Nous remercions le comité scientifique de MiFoBio qui a rendu possible ce projet, ainsi que plusieurs DSA et chargés de missions, en particulier à l’INSB, INP, INC et à l’INSIS, pour leur soutien. De même, nous remercions les comités des sections scientifiques du CNRS qui nous ont fortement soutenus lors de leur évaluation du projet. Nous remercions également le personnel du centre de vacances Belambra, pour leur accueil et leur aide, la mise à disposition de locaux et le soutien technique qu’ils nous ont apportés. Nous n’oublions pas l’ensemble des membres du comité d’organisation et plus généralement tous ceux et celles qui ont mis la "main à la pâte" pour la qualité des échanges et du travail réalisé depuis 12 mois. Enfin, que Paulette Souillard trouve ici l'expression sincère et chaleureuse de notre gratitude pour son travail, son soutien, son dévouement et son efficacité depuis de longues années dans l'organisation de MiFoBio depuis 2010, ainsi que dans la gestion du GDR MIV tout au long de ces années. Merci pour toutes ces heures de travail passées pour notre communauté, y compris le soir, en vacances et encore maintenant en retraite... MERCI Merci à toutes et tous pour avoir rendu possible cette exceptionnelle aventure humaine et technologique. Laurent Héliot, Serge Monneret, Tristan Piolot pour le comité de pilotage 5 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 IL était une fois MiFoBio..... IL ÉTAIT UNE FOIS MIFOBIO..... En cette éditon 2016, l'école MiFoBio revient au pied du même phare qu'en 2014, à Seignosse, avec un programme renouvelé. MiFoBio 2016 permettra d'explorer les plus récents développements en microscopie, de présenter des approches de plus en plus interdisciplinaires pour comprendre et interpréter les dynamiques et interactions moléculaires en cellules, suivre les développements en optogénétique et biosenseurs, appréhender la continuité entre la biomécanique cellulaire et l'imagerie dynamique dans les petits animaux, découvrir les nouvelles imageries du vivant et le potentiel émergeant des progrès en optique et biologie cellulaire... L'aventure continue, et nous souhaitons que MiFoBio reste, tel un phare, un guide pour le développement stratégique de notre communauté. Cette école est portée depuis sa premiére édition, en 2004, par le GdR2588 (GDR Microscopie et Imagerie du Vivant, MIV). Pour différentes raisons ce GdR porté par l'INSB ne sera pas renouvelé. Nous aurons l'occassion de revenir sur ce point lors de l'Assemblée Générale le jeudi 6 octobre en soirée. Nous proposons, avec le soutien de l'INSIS, un nouveau GdR ImaBio : Imagerie, Microscopie pour la Biologie. Ce changement n'est pas anodin. Nous l'avons accompagné d'un travail de réflexion sur les ambitions et objectifs de ce nouveau GdR. L'école MiFoBio est bien sûr au coeur de notre nouveau projet en terme d'action de formation et de liens entre académiques et industriels dans notre communauté de l’imagerie biologique. Le travail de réflexion n'est pas fini. Nous souhaitons, au cours de cette édition MiFoBio 2016 y associer le plus grand nombre d'entre vous. Nous vous proposerons en particulier d'y réfléchir lors d’un ensemble de tables rondes liées à chaque module thématique, ainsi qu’à l'issue de l'Assemblée Générale du GDR le 6 octobre. Microscopie et Imagerie du Vivant Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 6 COMITES D’ORGANISATION COMITES D’ORGANISATION Responsables Scientifiques Laurent Héliot PhLAM UMR 8523 06 30 48 85 49 [email protected] Serge Monneret Institut Fresnel-UMR7249 [email protected] Tristan Piolot Institut Curie UMR [email protected] Responsables formations permanentes Pierre Silveira Formation INSERM DR 18 03 20 12 36 88 [email protected] Dorothée Terryn Formation Inserm DR Nord-Ouest 03 20 29 86 78 [email protected] Responsable administrative Paulette Souillard GDR MIV (2588) Laboratoire TIMC-IMAG, 38710 La Tronche 04 56 52 00 75 [email protected] Comité de pilotage Frédéric Bolze (Strasbourg), Christophe Chamot (Lyon), Anne Cantereau (Poitiers), Julien Cau (Montpellier), Fabrice Cordelières (Bordeaux), Didier Decimo (Lyon), Alain Dieterlen (Mulhouse), Perrine Paul-Gilloteaux (Rennes) ; Laurent Héliot (Lille), Sandrine Lécart (Orsay), Sandrine Lévêque-Fort (Orsay), Cédric Matthews (Marseille), Karine Monier (Lyon), Serge Monneret (Marseille), Tristan Piolot (Paris), Jean Salamero (Paris), Paulette Souillard (Grenoble), Christine Terryn (Reims) Ont participé à l’Organisation : Modules et séminaires Coordination technologique Gestion des intervenants Informatique Karine Anselme Tristan Piolot Frédéric Bolze Christophe Chamot Martial Ballan Paulette Souillard Salle de Culture cellulaire Affiche Huges Berry Sophie Abélanet Gestion des inscrits Guillaume Baffou Laurent Bourdieu Gabrielle Carron Marie-Claude Begot Transport participants Emmanuel Bossy Marilyne Duffraisse Fabienne Lebleu et intervenants Sophie Brasselet Didier Décimo Serge Monneret Anne Cantereau Mathieu Coppey Alessandro Furlan Aline Macau Paulette Souillard Lydia Danglot Mélanie Henry Support sur le web : Alexandre Dufour Site Web Karine Monier Julien Cau Cyril Favard Fabrice Cordelières Gestion des partenariats Corentin Le Nezet Laurent Héliot Lydia Danglot industriels Charles Kervrann Posters Yves Usson Anne-Sophie Bonne Sandrine Lévêque-Fort Bertrand Simon Sac à Dos Cédric Matthews Fabienne Merola Fascicule Mifobio Corentin Le Nezet Tristan Piolot Serge Monneret Nelly Bardet Jean Salamero Partenaires et Sponsors Mise en place des ateliers Frederic Bolze Jean-Baptiste. Sibarita Didier Decimo Christophe Chamot Claire Guéné Cédric Matthews Dider Décimo Pré-modules Laurent Héliot Carole Gauron Anne Cantereau Gestion financière Serge Monneret Sébastien Marais Julien Cau Paulette Souillard Accueil périscolaire Tristan Piolot Modules avancés et Accueil Académiques Frédéric Bolze Jérémie Teillon tables rondes Paulette Souillard Marie Noelle Soler Animalerie Alain Dieterlen Accueil industriels Vidéo Sylvia Bruneau Perrine Paul-Gilloteaux Nelly Bardet Julien Cau David Pecqueur Gestion des Ateliers Claire Guéné Remi Pillot Gestion financière Fabrice Cordelières Pascal Roman Spectacle S&L Paulette Souillard Sandrine Lécart Christian Hubert Christine Terryn 7 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 PRE-MODULES PRE-MODULES Les pré-modules sont l'occasion d'acquérir et/ou de rafraîchir des notions essentielles qui sont ensuite utilisées dans les cours (et qui ne sont pas reprécisées à cette occasion). Conçus en fonction des différentes catégories d'élèves (origine Maths, Informatique, Physique, Chimie, Biologie), ils posent les bases d’un vocabulaire commun. Pour des raisons de disponibilités de salles, seuls les pré-modules 1-2-5-6 seront proposés le vendredi 30 septembre en préambule de l'école, les autres seront proposés durant l'école entre le 1er et le 3 octobre. PM1 - Optique pour les nuls Ce prémodule propose de reprendre ces notions de base et de les replacer dans le contexte des différentes technologies qui seront abordées plus en profondeur lors des modules. Intervenant : Olivier Haeberlé (Mulhouse) PM2 - Fondamentaux des techniques de super-résolution Ce prémodule a pour but de donner les fondamentaux techniques et instrumentaux (principes et types de microscopie, domaine d'application, points techniques) afin de rentre accessible à tous le module "nanoscopie". Proposé seulement le vendredi 30 octobre Intervenants : Guillaume Dupuis (Orsay) et Nicolas Bourg (Orsay) Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 8 PRE-MODULES PM3 - Sources lumineuses en microscopie Les différents types de sources utilisés en microscopie évoluent rapidement. Ingénieurs en plate-forme & biologistes sont parfois un peu perdus avec ces technologies, leurs avantages, leurs propriétés. Ce prémodule propose de faire l’état de l’art dans le domaine en abordant la technologie des différentes sources (LED, lampes à Arc, différents types de LASERs) et leurs propriétés (puissance/radiance, uniformité, spectre, stabilité, cohérence, polarisation, modulabilité, etc…). Intervenants : Sébastien Marais (Bordeaux) et Quentin Beaufils (Lille) PM 4 - Bases en expérimentation et simulation des dynamiques moléculaires Ce prémodule propose de faire l'état de l'art sur les méthodes expérimentales et théoriques (modélisation, simulation) existant pour réaliser des mesures de dynamiques moléculaires (tracking, FRAP, FCS, FCCS, ICS, TICS, ...), et d'interaction moléculaire (FRET, FCCS, ...). L'objectif est de donner les bases nécessaires pour pouvoir suivre le module "Dynamique moléculaire" Intervenants : Hugues Berry (Lyon) et Cyril Favard (Montpellier) PM 5 - Bases en analyse d'image Ce prémodule reprendra la notion d’une image numérique, les problématiques liées au format et les techniques de base de prétraitement et segmentation des images (seuillage, filtres, frontières, binarisation & analyses morphologiques). Intervenants : Alain Dieterlen (Mulhouse) et Yves Usson (Grenoble) PM6 - Fondamentaux en biologie cellulaire Ce prémodule permettra de présenter à un public non biologiste certains des grands enjeux actuels de la biologie cellulaire et tissulaire qui seront repris lors de l’école thématique au cours des modules et séminaires. Les notions de physique et les ordres de grandeurs dans différents processus (par exemple différentiation, morphogénèse) seront abordés. Enfin, une partie pratique permettra aux participants de comprendre comment les échantillons qu’ils peuvent observer/analyser sont produits (culture cellulaire et transfection de plasmides exprimant les protéines d’intérêt fluorescentes). Intervenants : Gabriel Bidaux (Lyon), Delphine Muriaux (Montpellier) Phase pratique lors des ateliers PM 7 - Fondamentaux de photochimie pour l’imagerie en biologie Ce pré-module propose de faire un point sur les différents processus liés à la fluorescence et sur les propriétés des fluorophores (spectres, IC, ISC, fluorescence, phosphorescence, états singulets, triplets, réactions avec l'environnement, bleaching, blinking, coefficient d'absorption molaire, section croisée, QE, brillance, 1p ou 2p, notion de flux de photon en microscopie de fluorescence WF, confocale ou 2p, durée de vie). Intervenant : Dominique Bourgeois (Grenoble) 9 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 PRE-MODULES Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 10 PLANNING DES COURS PLANNING DES COURS Samedi 1er octobre Matin Salle Atlantique Module 1 : Organisation de la cellule à l’échelle moléculaire /nanoscopie Table ronde Dimanche 14h Amphi 8h30-9h30 M1-1. Lattice Light Sheet Microscopy: imaging molecules, cells, and embryos at high spatiotemporal resolution Wesley Legant Janelia Farm Research Campus HHMI, Ashburn, Virginia 9h30-10h30 M1-2. Decoding Molecular Plasticity in the Dark Proteome Edward A. Lemke Structural and Computational Biology Unit, Cell Biology and Biophysics Unit, EMBL, 68161 Heidelberg 10h30-10h50 pause Salle Atlantique Salle Gallipot Module 1 : Organisation de la cellule à l’échelle moléculaire /nanoscopie Module 5 : Assemblage et dynamiques moléculaires : expérimentation et modélisation 10h50-11h50 M1-3. Quantification of single-molecule localization microscopy data Jean-Baptiste Sibarita Interdisciplinary Institute Neuroscience, CNRS UMR University of Bordeaux for 5297, 11h50-12h50 M1-4. SIM dynamique pour l'imagerie de fluorescence super résolue de cellules vivantes Alexandra Fragola LPEM, ESPCI, CNRS, UPMC, Paris 11 10h50-11h50 M5-5. Probing the spatiotemporal kinetics of single mRNA synthesis Antoine Coulon Laboratoire Physico-Chimie Curie, CNRS UMR168 Institut Curie UPMC, Paris 11h50-12h50 M5-6. Molecular dynamics, target-search and nuclear organization: The ins and outs of single-molecule (tracking) experiments and data analysis Ignacio Izeddin Institut Langevin, ESPCI Paris, PSL Research University, CNRS Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 PLANNING DES COURS Samedi 1er octobre Après-midi Salle Atlantique Module 2 : Mécanobiologie cellulaire et tissulaire : expérimentation et modélisation Table ronde Samedi 21h Amphi 16h45-17h45 M2-1. Buckling the cell membrane Aurélien Roux Department of Biochemistry, University of Geneva, Switzerland 17h45-18h45 M2-2. Physical space negotiation in cancer cell migration: impact by 3D tissue geometry Katarina Wolf Institute for Molecular Life Science, Nijmegen, The Netherlands Salle Atlantique Salle Gallipot Module 2 : Mécanobiologie cellulaire et tissulaire: expérimentation et modélisation Module 7 : Imagerie multiechelle et biologie intégrative 18h45-19h45 M2-3. Reductionist approaches to understand membrane-cytoskeleton cross-talk during cell shape changes and motility in 3D. 18h45-19h45 M7-1. Methods and challenges to perform Single Molecule Localization Microscopy in depth within complex samples. Nils Gauthier Istituto FIRC di Oncologia Molecolare (IFOM), European School of Molecular Medicine (SEMM), Milan, Italy Rémi GALLAND Interdisciplinary Institute for Neuroscience, Bordeaux, France 19h45-20h45 M2-4. Biochemical and geometrical control of actin self-organization 19h45-20h45 M7-2. Multiscale imaging and analysis of embryonic development Rajaa Boujemaa-Paterski University Joseph Fourier, Grenoble, Research Institute for Technology and Life Science (CEA), France Willy Suppatto Laboratory for Optics & Biosciences, CNRS Inserm - Ecole Polytechnique, Palaiseau, France. Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 12 PLANNING DES COURS Dimanche 2 octobre Matin Salle Atlantique Module 3 : Imagerie en neuroscience de la synapse au cerveau : un enjeu interdisciplinaire Table ronde Dimanche 21h Amphi 8h30-9h30 M3-1. L’apport des techniques d’imagerie super-résolution dynamiques à la compréhension de la transmission synaptique Daniel Choquet Institut interdisciplinaire de Neurosciences, CNRS UMR 5297, Université Bordeaux 2, Bordeaux 9h30-10h30 M3-2. Controlling light flexibly: Imaging in neuroscience Darcy S. Peterka Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Technologies for the NeuroTechnology Center (NTC) at Columbia University. 10h30-10h50 pause Salle Atlantique Salle Gallipot Module 3 : Imagerie en neuroscience de la synapse au cerveau Module 6 : Ondes sur le vivant (avec GDR ondes) : Imagerie dans les tissus, le défi des milieux diffusant hétérogènes – optique adaptative 10h50-11h50 M3-3. A new class of genetically-encoded Ca indicators for probing the role of the endoplasmic reticulum in axons and nerve terminals T. Ryan Weill Cornell Medical College, Cornell University 11h50-12h50 M3-4. The power and limitations of optogenetics in neuroscience Adam Packer Wolfson Inst for Biomedical Research, Div of Medicine, Faculty of Medical Sciences University College London 13 10h50-11h50 M6-5. Looking through 'fog': Imaging with Scattered Light Ori Katz The Selim and Rachel Benin School of Computer Science & Engineering, The Hebrew University of Jerusalem 11h50-12h50 M6-6. Brillouin scattering of fibrous proteins and tissues. A contactless micromechanical testing Francesca Palombo School of Physics and Astronomy, University of Exeter Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 PLANNING DES COURS Lundi 3 octobre Matin Salle Atlantique Module 4 : Photo manipulation et optogénétique, biosenseurs Table ronde Lundi 14h Amphi 8h30-9h30 M4-1. Green Fluorescent Protein Biosensors Olivier Griesbeck Department of Systems and Computational Neurobiology, Max-Planck-Institute of Neurobiology, Martinsried 9h30-10h30 M4-2. Moving proteins around with LOV Barbara di Ventura Synthetic Biology Group, BioQuant, Heidelberg, Germany 10h30-10h50 pause Salle Atlantique Salle Gallipot Module 4 : Photo manipulation et optogénétique, biosenseurs Module 3 : Imagerie en neuroscience de la synapse au cerveau 10h50-11h50 M4-3. Functional imaging and superresolution microscopy with fluorescent proteins 10h50-11h50 M3-5. Functional fluorescence imaging and photoactivation in freely-behaving rodents. Hideaki Mizuno Biomolecular Network Dynamics, Biochemistry, Molecular and Structural Biology Section, Department of Chemistry, KU Leuven 11h50-12h50 M4-4. Understanding and controlling specific dynamic equilibrium in adhesion structures Olivier Destaing Institut Albert Boniot, Département Microenvironnement, plasticité cellulaire et signalisation, Grenoble Cathie Ventalon Institut de Biologie de l’ENS (IBENS), Ecole Normale Supérieure, 46, rue d’Ulm 11h50-12h50 M3-6. Light-sheet-based whole-brain calcium imaging and its application to the dissection of functional neural circuits Georges Debrégeas Laboratoire Jean Perrin, UMR 8237 UPMC/CNRS Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 14 PLANNING DES COURS Mardi 4 octobre Après-midi Salle Atlantique Module 5 : Assemblage et dynamiques moléculaires : expérimentation et modélisation Table ronde Mardi 21h Amphi 14h30-15h30 M5-3. Fluorescence Correlation and Cross-Correlation Spectroscopy for the measurement of molecular dynamics and interactions Thorsten Wohland Departments of Biological Sciences and Chemistry, and Centre for Bioimaging Sciences, National University of Singapore 15h30-16h30 M5-4. Stochastic Reaction Kinetics ran ois Nédélec EMBL Heidelberg, Meyerhofstraße 1, 69117 Heidelberg, Germany 16h30-16h45 pause Salle Atlantique Salle Gallipot Module 5 : Assemblage et dynamiques moléculaires Module 2 : Mécanobiologie cellulaire et tissulaire : expérimentation et modélisation 16h45-17h45 M5-3. High Spatial-Temporal Image Correlation Technologies Reveal Single Molecular Interactions in Living Cells 16h45-17h45 M2-5. Coupling mechanical and optical microscopy to decipher morphogenesis in plants Michele Digman Department of Biomedical Engineering, University of California Irvine Arezki Boudaoud Laboratoire Reproduction et Développement des Plantes, Ecole Normale Supérieure de Lyon 17h45-18h45 M5-4. Mapping Molecular Interactions and Transport in Living Cell via Image Correlation Methods 17h45-18h45 M2-6. High-throughput monitoring of cell culture by means of lensfree video microscopy Paul W. Wiseman Departments of Physics and Chemistry McGill University Cédric Allier/Lionel Hervé CEA, LETI, MINATEC Campus, Technologies for Healthcare and Biology division, Grenoble 15 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 PLANNING DES COURS Mercredi 5 octobre Matin Salle Atlantique Module 6 : Ondes sur le vivant (avec GDR ondes) : Imagerie dans les tissus, le défi des milieux diffusant hétérogènes – optique adaptative Table ronde Mercredi16h Amphi 8h30-9h30 M6-1. Photoacoustic imaging: physics, technology and applications in the life sciences Paul Beard University College London 9h30-10h30 M6-2. Quantitative Phase Imaging in optical microscopy for biology studies and superresolution. Pierre Bon Laboratoire Photonique Numérique et Nanosciences (LP2N), IOGS - CNRS - Univ. Bordeaux 10h30-10h50 pause Salle Atlantique Salle Gallipot Module 6 : Ondes sur le vivant (avec GDR ondes) : Imagerie dans les tissus, le défi des milieux diffusant hétérogènes – optique adaptative Module 1 : Organisation de la cellule à l’échelle moléculaire /nanoscopie 10h50-11h50 M6-3. Ultrasound Localization Microscopy Olivier Couture ESPCI/Institut Langevin 10h50-11h50 M1-5. Extracting quantitative information from single-molecule localization microscopy Quantification of singlemolecule localization microscopy data Mike Heilemann Goethe-University Frankfurt, Institute of Physical and Theoretical Chemistry, Frankfurt 11h50-12h50 M6-4. Wavefront engineering for neuronal photoactivation Eirini Papagiakoumou Wavefront-Engineering Micrsocopy group, Neurophotonics Laboratory, CNRS UMR8250, Paris Descartes University 11h50-12h50 M1-6. Advanced microscopy studies of HIV-1 dynamic structure and virus-cell interactions Jakub Chojnacki Weatherall Institute of Molecular Medicine, John Raddcliffe Hospital, University of Oxford Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 16 PLANNING DES COURS Jeudi 6 octobre Matin Salle Atlantique Module 7 : Imagerie multiechelle et biologie intégrative tive Table ronde Jeudi 16h Amphi 8h30-9h30 M7-1. In vivo Multiphoton Imaging of Mouse Brain Chris Xu School of Applied and Engineering Physics, Cornell University, Ithaca 9h30-10h30 M7-2. Multi-view reconstruction, deconvolution and analysis of large images Jean-Yves Tinevez School of Applied and Engineering Physics, Cornell University, Ithaca 10h30-10h50 pause Salle Atlantique Salle Gallipot Module 7 : Imagerie multiechelle et biologie intégrative Module 4 : Photo manipulation et optogénétique, biosenseurs 10h50-11h50 M7-5. Recent advances in fiber-optic imaging 10h50-11h50 M4-5. An overview of the current optogenetic tools to perturb cellular processes. Frédéric LOURADOUR XLIM Laboratory, Limoges University 11h50-11h50 M7-6. New methods to image transcription dynamics in living fly embryos Nathalie Dostatni Plasticité épigénétique et polarité de l'embryon, UPMC, Institut Curie, Paris 17 Mathieu Coppey Imagerie et Contrôle Optique De L’organisation Cellulaire (LOCCO), Institut Curie, Paris 11h50-12h50 M4-6. Monitoring the integration of cyclic nucleotides signals in neurons using biosensor imaging. Pierre Vincent Cellular Integration of Neuromodulatory Processes; UMR8256 Biological Adaptation and Ageing, Paris Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES MODULES MODULE 1 : ORGANISATION DE LA CELLULE NANOSCOPIE – MICROSCOPIES CORRELATIVES A L'ECHELLE MOLECULAIRE / Coordination : Sandrine Leveque-Fort et Jean-Baptiste Sibarita Introduction Avec le groupe de travail SuperRes du GdR MIV et le GDR ADN Ce module présente l’intérêt des concepts d’imageries dites « super-résolue » (illumination structurée, PALM/STORM, STED, …) et « corrélatives » (fluorescence/microscopie électronique, fluorescence/sonde locale, …) qui permettent l’imagerie structurale et moléculaire du vivant. Ces nouveaux concepts de superrésolution reposent sur les propriétés chimiques et photophysiques de molécules fluorescentes, sur la façon de les exciter, mais aussi sur l’analyse des images obtenues. Les microscopies corrélatives représentent une autre voie pour accéder à l’ultrastructure cellulaire en fusionnant les approches de microscopie optique et électronique. Elles se heurtent encore aux problèmes de repositionnement de l’échantillon et de la conservation de sa structure fine entre les différentes modalités d’imagerie. L’ensemble de ces points seront abordés. Samedi 1er octobre - 8h30 Lattice Light Sheet Microscopy: imaging molecules, cells, and embryos at high spatiotemporal resolution Wesley Legant, Janelia Farm Research Campus HHMI, Ashburn, Virginia Salle Atlantique – Cours plénier By definition, living specimens are animate. Therefore, a full understanding of dynamic biological systems will only be obtained by observing them with enough 4D spatiotemporal resolution and for a sufficient duration, to capture the phenomena of interest. Unfortunately, conventional widefield or confocal microscopes are either too slow, lack the spatial resolution, or induce too much photodamage to meet these requirements. To address these limitations, we have developed Lattice Light Sheet Microscopy, a new subcellular light-sheet microscopy method capable of imaging fast 3D dynamic processes in vivo at signal to noise levels approaching those obtained by total internal reflection fluorescence (TIRF) illumination. By utilizing 2D optical lattices, we generate a thin (~800 nm full width half maximum) plane of light coincident with the focus of a high numerical aperture detection objective. Using this technique, we demonstrate substantial advantages in speed, sensitivity and reduced phototoxicity compared to conventional point scanning and spinning disc confocal microscopes as well as light-sheet microscopes utilizing single Gaussian or Bessel beams. We leverage these advantages to image samples ranging over three orders of magnitude in length scale from single molecules to whole embryos. Specific examples include: single molecule tracking of fluorescently Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 18 MODULES tagged transcription factors in densely labeled embryonic stem cell spheroids, 3D imaging of microtubule growth phases and organelle dynamics throughout the course of cell division, 3D cell migration through collagen matrices, and protein localization throughout the course of dorsal closure in Drosophila embryos. Further, by combining lattice light sheet microscopy with point accumulation for imaging of nanoscale topography (PAINT) microscopy and novel fluorescent probes, we demonstrate 3D super-resolution localization microscopy over large fields of view and in thick 3D samples such as dividing cells and small embryos. *** Decoding Molecular Plasticity in the Dark Proteome Edward A. Lemke Structural and Computational Biology Unit, Cell Biology and Biophysics Unit, EMBL, 68161 Heidelberg, Germany Salle Atlantique – Cours plénier Intrinsically disordered proteins (IDPs) account for up to 50% of the human proteome and often encode for multiple functionalities, yet they fall outside the scope of established methodology, which often fails to visualize such highly dynamic systems. In particular, the mechanisms by which IDPs engage in rapid and highly selective interactions are central to many vital mechanism and represents a central paradigm to transport across nuclear pore complex (NPC). I will present how single molecule and superresolution tools permitted us to discover an ultrafast binding mechanism in the NPC, which can explain how transport can be fast and specific. I will show that advanced chemical biology tools are key to the success of our approach. In particular, a semi-synthetic approach based on genetic code expansion with artificial amino acids that permits to site-specifically introduce novel labelling chemistries and photostable small dyes into any protein with residue precision in living cells, holds the potential to develop to a true GFP surrogate strategy and usher in a new field of in-cell precision structural biology. *** Quantification of single-molecule localization microscopy data Jean-Baptiste Sibarita Interdisciplinary Institute for Neuroscience, CNRS UMR 5297, University of Bordeaux Salle Atlantique – Session parallèle Over the last decade, single-molecule localization microscopy (SMLM) has revolutionized cell biology, making it possible to monitor molecular organization and dynamics at the nanoscale with millisecond temporal resolution. Image analysis plays an essential role in microscopy, allowing revealing mechanisms underlying biological processes by quantifying protein organization and dynamics in a statistical and nonbiased manner. This presentation will cover the challenges to achieve quantitative SMLM. Dedicated quantification techniques will be presented with their advantages and limits, and potential artefacts inherent to SMLM data will be discussed. *** 19 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES SIM dynamique pour l'imagerie de fluorescence super résolue de cellules vivantes Alexandra Fragola LPEM, ESPCI, CNRS, UPMC (Paris) Salle Atlantique – Session parallèle L'observation de cellules vivantes à l'échelle moléculaire est désormais possible grâce aux développements, ces vingt dernières années, de techniques de microscopie de fluorescence super résolues. La microscopie à illumination structurée linéaire permet d'obtenir un gain en résolution spatiale d'un facteur 2 à partir d'un petit nombre d'acquisitions d'images, compatible avec l'étude de phénomènes dynamiques dans des échantillons vivants. Ce cours détaillera les principes de la microscopie à illumination structurée et sa mise oeuvre, du point de vue de l'instrument mais aussi de la reconstruction des images. Des applications à l'imagerie cellulaire dynamique seront présentées. Enfin, nous verrons comment la microscopie à illumination structurée non linéaire permet d'observer des cellules vivantes avec une résolution spatiale de quelques dizaines de nanomètres. *** Mercredi 5 octobre 10h50 Extracting quantitative information from single-molecule localization microscopy Mike Heilemann Goethe-University Frankfurt, Institute of Physical and Theoretical Chemistry, Max-von-Laue-Str. 7, 60438 Frankfurt, Germany, www.smb.uni-frankfurt.de Salle Gallipot – Session parallèle The development of super-resolution microscopy made it possible to image cellular structures in far greater detail than ever before and close to the molecular level. The important next step is to obtain reliable quantitative information from super-resolution images. Single-molecule localization microscopy (SMLM) is particularly suited for this purpose, since it directly returns information on the position of individual biomolecules. Methods that allow extracting information on protein copy numbers, clustering, stoichiometry and colocalization from SMLM data will be presented, together with their applications to biological questions. References Venkataramani et al., Nature Methods 2016, 13, 319 Fricke et al., Scientific Reports 2015, 5, 14072 Muranyi et al., Plos Pathogens 2013, 9, e1003198 Wieneke et al., Angewandte Chemie 2015, 54, 10216 *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 20 MODULES Advanced microscopy studies of HIV-1 dynamic structure and virus-cell interactions Jakub Chojnacki Weatherall Institute of Molecular Medicine, John Raddcliffe Hospital, University of Oxford, United Kingdom Salle Gallipot – Session parallèle Super-resolution microscopy techniques such as Stimulated Emission Depletion (STED) are now well established imaging methods. In addition, when combined with Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS) STED microscope becomes a powerful tool capable of not only fixed or live imaging at subdiffraction scales but also enables for detailed investigation of molecular mobility of lipids and proteins. Due to their subdiffraction size (< 200 nm) viruses are ideal candidates for super resolution microscopy based studies. Here we demonstrate the application of STED and scanning STED-FCS to study different aspects of Human Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) structure and replication cycle. Specifically, using STED microscopy, we have observed the fate of individual HIV-1 particles as they cross macrophage-astrocyte virological synapse to provide evidence for the lack of productive astrocyte infection. Furthermore, in a separate project, we have used sSTED-FCS to measure, for the first time, single molecule mobility on the surface of intact virus particles in order to confirm its role as a marker of HIV-1 maturation kinetics (a key step of virus replication cycle). These results highlight the usefulness of STED and sSTED-FCS to further the understating of subtle details of complex biological systems. Dans la même thématique Tables rondes : Organisation de la cellule à l’échelle nanoscopique – microscopies corrélatives Amphi Dimanche 14h Choix des fluorochromes en microscopie de super-resolution STED. Préparation d’échantillons pour la microscopie de super-résolution dSTORM. Repositionnement et relocalisation en microscopie corrélative. Ateliers : 21 3D Structured Illumination Microscopy: From the sample preparation to the quality control. Correlative Light Electron Microscopy Image and Volume Registration. De l’acquisition à l’analyse des données de PALM sur bactéries vivantes. From Confocal to STED microcopy: Why? How? And beyond. Stratégies d’optimisation en nanoscopie STED. Révélation de sous-populations cellulaires dans l’intestin grêle et séparation d’auto-fluorescence de tissus par imagerie confocale spectrale à 10 couleurs. Correlative imaging: From confocal microscopy to high resolution (SIM). Localisation axiale en nanoscopie de fluorescence. Micro/nanoscopie de fluorescence basée sur la collection de l’émission supercritique par un objectif à très grande ouverture numérique. Super Resolution SIM et Micro Patterning. Super-résolution 3D par imagerie de phase en fluorescence. Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES Counting proteins within complexes by single-molecule localization microscopy. Recalage tridimensionnel X, Y, Z en nanoscopie. Coordinate-based quantification of single-molecule localization microscopy data. Exploring multiple color 3D STORM microscopy. Le pointillisme : état des lieux. Deciphering lipid droplet biogenesis with live STED in plant tissues. La microscopie STED : de la préparation à la super résolution. Simulation et analyse de trajectoires intracellulaires ou membranaires . Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 22 MODULES MODULE 2 : MECANOBIOLOGIE CELLULAIRE ET TISSULAIRE : EXPERIMENTATION ET MODELISATION Coordination : Karine Anselme, Martial Balland et Alexandre Dufour Introduction Avec le GdR CellTiss La cellule est un édifice moléculaire complexe qui est naturellement soumis à des contraintes physiques environnementales et qui doit s’y adapter, répondre à la modification de cet environnement en particulier dans des conditions de stress. Elle est aussi capable d’une grande plasticité mécanique et fonctionnelle, tant au niveau des membranes que de la chromatine. Enfin, les cellules sont aussi capables de s’organiser entre elles et de communiquer dans des tissus ou des organes, atteignant ainsi un très haut niveau de complexité fonctionnelle. Ces ensembles sont alors dotés de propriétés mécaniques originales. Cet aspect biomécanique des cellules et tissus fait l’objet d’études d’intérêt à la fois pour les biologistes et les physiciens, qui contribuent ensemble à en comprendre la dynamique Samedi 1er octobre 16h45 Buckling the cell membrane Aurélien Roux Department of Biochemistry, University of Geneva, CH-1211 Switzerland Salle Atlantique – Cours plénier Cells and organelles are delimited by lipid bilayers. Since these membranes are impermeable to most solutes, in order to exchange material with their environment, organelles and cells have developed a large protein family involved in budding membranes to form membrane carriers. These carriers transport material between organelles. Proteins involved in intracellular membrane traffic can remodel the membrane by several ways. Clathrin, for example, polymerizes into a spherical cage onto the membrane, forcing it to curve. Here we describe a recently discovered protein complex called ESCRT-III, which has the property of forming spirals at the surface of the lipid bilayer. This unique structural feature did not suggest any known mechanism by which it could deform the membrane. It was theoretically proposed that, while growing into a spiral, it accumulates stress energy which can be released by buckling of the central part of the spiral 1. By using high-speed AFM and biophysical tools to measure membrane elasticity we show how the elastic and polymerization properties of the ESCRT-III filament are compatible with such model 2. We further investigate the dynamics of the complex. 1 M. Lenz, D. Crow, and J.-F. Joanny, Physical Review Letters 2009, 103. 2 N. Chiaruttini, L. Redondo-Morata, A. Colom, F. Humbert, M. Lenz, S. Scheuring, and A. Roux, Cell 2015, 163, 866. *** 23 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES Physical space negotiation in cancer cell migration: impact by 3D tissue geometry Katarina Wolf Institute for Molecular Life Science, Nijmegen, The Netherlands Salle Atlantique – Cours plénier Tumor cell migration through 3D tissue depends on a physicochemical balance between tissue constraints, contact-dependent ECM degradation, and deformability of cell and nucleus, respectively. Using state-of-the-art imaging approaches, such as life confocal-, atomic force- and multiphoton microscopy, I will dissect the relative contributions of these parameters under conditions of space confinement in substrate geometries that mimick connective tissue structures in vivo. *** Reductionist approaches to understand membrane-cytoskeleton cross-talk during cell shape changes and motility in 3D. Nils Gauthier Istituto FIRC di Oncologia Molecolare (IFOM), European School of Molecular Medicine (SEMM), Milan, Italy Salle Atlantique – Session parallèle Cell motility is a complex process occurring in tri-dimensional space. This render microscopic observations difficult to achieve and interpret properly. Using several reductionist approaches based on micro fabrications and several microscopy approaches we are trying to understand the role of membrane-cytoskeleton interaction during cell motility and cell shape changes in different biological systems like matrix remodeling by fibroblast, immune response by macrophages, or cancer progression with the study of glioblastoma. *** Biochemical and geometrical control of actin self-organization Rajaa Boujemaa-Paterski University Joseph Fourier, Grenoble, Research Institute for Technology and Life Science (CEA) Salle Atlantique – Session parallèle The actin cytoskeleton is a key component of the cellular architecture. However, understanding actin organization and dynamics in vivo is a complex challenge, since this cytoskeleton is composed of extremely complex arrays of specialized and dynamic structures that overlap and interconnect continuously overtime. Thus, reconstitution of actin structures in vitro, in simplified media, allows one to pinpoint the cellular biochemical components and their molecular interactions underlying the architecture and dynamics of the actin network. I will present our recent results showing how biochemical and geometrical constraints influence the dynamic self-organization of actin networks. In order to analyze the interplay between biochemical and geometrical control of complex actin organization, we used the innovative methodologies of laser-assisted patterning to design a wide repertoire of nucleation geometries from which we assembled organized actin networks Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 24 MODULES in biochemically-controlled media. Using these methods combined to high-resolution fluorescence microscopy, we were able to reconstitute, precisely control and visualize the dynamics of complex actin network organizations closely related to those encountered in cells. *** Mardi 4 octobre 16h45 Coupling mechanical and optical microscopy to decipher morphogenesis in plants Arezki Boudaoud Laboratoire Reproduction et Développement des Plantes, Ecole Normale Supérieure de Lyon Salle Gallipot – Session parallèle Morphogenesis is the process by which an organism achieves it's shape. As shape is determined by the structural elements of the organism, an important question is how the mechanical properties of these elements are regulated at the cell level? I will review the approaches that we have developed to tackle this question in the model plant Arabidopsis. These approaches notably involve the coupling between atomic force microscopy and confocal fluorescence microscopy. *** High-throughput monitoring of cell culture by means of lensfree video microscopy C.P. Allier, Hervé CEA, LETI, MINATEC Campus, Technologies for Healthcare and Biology division, et Univ. Grenoble Alpes, F-38000 Grenoble, France Salle Gallipot – Session parallèle Lensfree imaging is an emerging microscopy technique based on in-line holography as invented by Gabor in 1948. Albeit the existence of the method since decades, the recent development of digital sensors, helped the realization of its full potential. Over the recent years, innovations and improvements in CMOS imaging technology design and fabrication have allowed to decrease the pixel pitch down to ~1 µm and the number of pixels has dramatically increased up to 250 million of pixels. As a result, the performance of lensfree microscopy, which features a bare CMOS sensor without any magnification optics, have tremendously increased while keeping the design simple, robust, and at a reasonable low cost. The detection ability improved from 10 µm (cell) in 2009 [1], to 1 µm (bacteria) in 2010 [2], down to 100 nm beads in 2013 [3], paving the way to the detection of single viruses in 2013 [4]. At CEA-LETI, we have developed a lensfree video microscope to perform cell culture monitoring. In a typical experiment, the lensfree video microscope is placed inside the cell incubator and the culture dish containing the cells is placed on top of the lensfree video microscope. This lensfree imaging setup does not acquire an image of the cell but a holographic interference pattern formed by the interference of the semi-coherent light scattered by the cell and the light passing directly from the source to the image sensor. A reconstruction algorithm is then used to recover the overall shape of every cell and their precise location from the interference holographic patterns. In the present paper we will emphasize on the reconstruction algorithm and its ability to recover the image of a cell 25 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES population over 30 mm2 containing at maximum 20.000 cells. Further we will discuss the capability of our lensfree video microscope to monitor and quantify several cellular events, i.e. cell-substrate adhesion, cell spreading, cell division, cell division orientation, and cell death. We show that the metrics we have developed can be applied to a very large range of population, from few tens to more than 4000 cells, for a period ranging from few hours to weeks. More notably, these metrics allow following the fate of single cells within large populations and large period of observations. [1] S. Moon, H. O. Keles, A. Ozcan, A. Khademhosseini, E. Haeggstrom, D. Kuritzkes, and U. Demirci, “Integrating microfluidics and lensless imaging for point-of-care testing.,” Biosensors & bioelectronics, vol. 24, no. 11, pp. 3208–14, Jul. 2009. [2] C. P. Allier, G. Hiernard, V. Poher, and J. M. Dinten, “Bacteria detection with thin wetting film lensless imaging” Biomedical optics express, vol. 1, no. 3, pp. 762–770, Jan. 2010. [3] Y. Hennequin, C.P. Allier et al. "Optical detection and sizing of single nanoparticles using continuous wetting films". ACS nano, 7(9), 7601-7609., 2013 [4] O. Mudanyali, E. McLeod, W. Luo, A. Greenbaum, et al. "Wide-field optical detection of nanoparticles using on-chip microscopy and self-assembled nanolenses", Nature photonics, 7(3), 247-254. 2013 *** Dans la même thématique Tables rondes : Mécanobiologie cellulaire et tissulaire : expérimentation et modélisation Amphi Samedi 1er, 21h Cultures cellulaires contrôlées : micropatterning, bioprinting et approches alternatives pour contrôler in vitro le phénotype, le développement des cellules et leur environnement. Ateliers : Utilisation de la microscopie de seconde harmonique pour l’étude de l’organisation du collagène au sein d’un tissu synthétisé par des cellules en culture. "Imagerie dynamique et photoablation de cystes des cellules des mammifères". Measurement of viscoelastic membrane properties in living tissues after laser micro-ablation. The mechanical identity of cells at the shoot apical meristem in Arabidopsis, using combination of AFM, Confocal imaging and Nanoindentation plugin. Printing protein micropatterns for cellular imaging. Protrusion Force Microscopy. Temperature microscopy in living cells. Multiple Optical Traps: an easy-to-use module. Préparer un embryoïde cellulaire humain pour l’imagerie rapide, inclusion en capsule d’hydrogel. Microscopie confocale de réflexion couplée à la fluorescence pour étudier l'interaction de cellules avec la surface de matériaux opaques et/ou structurés. Could elasticity difference be measure on nucleus? Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 26 MODULES MODULE 3 : IMAGERIE EN NEUROSCIENCE DE LA SYNAPSE AU CERVEAU : UN ENJEU INTERDISCIPLINAIRE Coordination Lydia Danglot et Laurent Bourdieux Introduction L’imagerie a largement contribué au progrès des connaissances en neuroscience depuis les 15 dernières années, aussi bien au niveau de la synapse en superrésolution qu’au niveau d’activités cérébrales complexes par imagerie fonctionnelle. Le but de ce module est d’illustrer comment ces progrès ont été rendus possibles par l’implication d’une large communauté interdisciplinaire et comment sont anticipés les prochains défis dans le domaine de l’imagerie en neurosciences. Dimanche 2 octobre 8h30 L’apport des techniques d’imagerie super-résolution dynamiques à la compréhension de la transmission synaptique Daniel Choquet Institut interdisciplinaire de Neurosciences, CNRS UMR 5297, Université Bordeaux 2, Bordeaux Salle Atlantique – Cours plénier The spatio-temporal organization of neurotransmitter receptors in the postsynaptic membrane is a fundamental determinant of synaptic transmission and thus information processing by the brain. Ionotropic AMPA glutamate receptors (AMPAR) mediate fast excitatory synaptic transmission in the central nervous system. Using a combination of high resolution single molecule imaging techniques and video-microscopy, we had previously established that AMPARs are not stable in the synapse as thought initially, but undergo continuous entry and exit to and from the post-synaptic density through lateral diffusion. We will present the use of various super-resolution imaging methods (STED, STORM, UPAINT, PALM), on both genetically tagged and endogenous receptors, to demonstrate that, in live hippocampal neurons, AMPAR are highly concentrated inside synapses into a few clusters of around seventy nanometers. AMPAR are stabilized reversibly in these domains and diffuse freely outside them. Nanodomains are themselves dynamic in their shape and position within synapses as they can form and disappear within minutes, although they are for the most part stable for at least up to an hour. These results open the new possibility that glutamatergic synaptic transmission is controlled by the regulation at the nanometer scale of the position and composition of these highly concentrated nanodomains. *** 27 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES Controlling light flexibly: Imaging in neuroscience Darcy S. Peterka Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Technologies for the NeuroTechnology Center (NTC) at Columbia University. Salle Atlantique – Cours plénier Recording and modulating neuronal activity throughout the brain with high temporal and spatial resolution may be a critical step in understanding how the brain works. Here I’ll discuss some of the techniques that used to monitor activity optically, as well as their limitations. Finally, I'll highlight some recent developments in microscopy, based on optical wavefront shaping, holographic excitation, and intelligent algorithms - all of which are helping extend our "view" of the brain. *** A new class of genetically-encoded Ca indicators for probing the role of the endoplasmic reticulum in axons and nerve terminals T. Ryan Weill Cornell Medical College, Cornell University Salle Atlantique – Session parallèle Although the endoplasmic reticulum (ER) extends throughout axons and axonal ER dysfunction is implicated in numerous neurological diseases, its role at nerve terminals is poorly understood. We developed novel genetically-encoded ER-targeted low affinity Ca2+ indicators optimized for examining axonal ER Ca2+. We carried out a two-step process to optimize these indicators. The key challenge is to use an indicator whose affinity for Ca is well matched to the resting concentration of Ca in the organelle and that maintains a large change in fluorescence when transitioning from the Ca-free to the Ca-bound state. Based on this we examined as series of variants of GCaMP identified in the original GCaMP screen whose affinities ranged from 20 to 400 M. These were targeted to the ER in by introducing a signal peptide and ER retention sequence of native ER-resident proteins. Our experiments determined that the resting calcium concentration in neurons is ~ 150 M. Based on this we have identified 2 suitable GCaMP6 variants whose affinities are 150 M and 210 M respectively that allow one to track changes in ER calcium directly during electrical activity. Our experiments have revealed that the ER Ca is a strong determinant of presynaptic function and that proper ER Ca handling is critical for synaptic communication. *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 28 MODULES The power and limitations of optogenetics in neuroscience Adam Packer Wolfson Inst for Biomedical Research, Div of Medicine, Faculty of Medical Sciences University College London. Salle Atlantique – Session parallèle Neural circuits display complex spatiotemporal patterns of activity on the millisecond timescale during behavior. Understanding how these activity patterns drive behavior is a fundamental problem in neuroscience, and remains a major challenge due to the complexity of their spatiotemporal dynamics. The ability to manipulate activity in genetically defined sets of neurons on the millisecond timescale using optogenetics has provided a powerful new tool for making causal links between neuronal activity and behavior. I will review conventional optogenetic experiments which typically involve simultaneous activation of a large fraction of a neural population. I will also discuss novel approaches that combine simultaneous two-photon calcium imaging and two-photon targeted optogenetic photostimulation with the use of a spatial light modulator (SLM) to provide ‘all-optical’ readout and manipulation of the same neurons in vivo. This approach enables reading and writing of activity in neural circuits with single-cell resolution and single action potential precision during behavior. I will describe the power, limitations and future potential of this approach; and discuss how it can be used to address many important problems in neuroscience, including transforming our search for the neural code and the links between neural circuit activity and behavior. *** Lundi 3 octobre 10h50 Functional fluorescence imaging and photoactivation in freely-behaving rodents. Cathie Ventalon Institut de Biologie de l’ENS (IBENS), Ecole Normale Supérieure, 46, rue d’Ulm Salle Gallipot – Session parallèle A major goal in neuroscience is to unravel the neural bases of animal behavior. To address this goal, manipulating and recording neuronal activity within specific regions of a rodent brain while the animal is performing various tasks can be of great use. Such experiments can be performed with optical methods, using photostimulation of optogenetic actuators and fluorescence imaging of calcium reporters. All-optical electrophysiology has major advantages, as it allows addressing many neurons simultaneously with cellular precision and identifying the cell type of studied neurons. Until now, most experiments have been performed on head-fixed animals, using highresolution 2-photon microscopes. However, head-fixation induces non-natural behavioral strategies and limits the nature and diversity of behaviors that can be studied. In this talk, I will describe emerging techniques enabling functional fluorescence imaging and photoactivation in freely-behaving rodents. I will show that 2 different strategies have been explored: in a first approach, an epifluorescence or 2-photon microscope can be fully miniaturized and positioned on the rodent head; alternatively, a fiber bundle (or image guide) can be used as a relay between a regular-size microscope and the rodent head. I will show that the first approach enables reaching a higher resolution or a larger field of view, while the second method allows using more sophisticated techniques, and 29 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES in particular allows combining photoactivation and imaging within the same device. Finally, I will also present all the difficulties that this emerging field is still facing. *** Light-sheet-based whole-brain calcium imaging and its application to the dissection of functional neural circuits Georges Debrégeas Laboratoire Jean Perrin, UMR 8237 UPMC/CNRS Salle Gallipot – Session parallèle The Zebrafish larva combine several assets – transparency, small brain dimensions, genetic tractability – that makes it a unique model vertebrate system for whole-brain functional imaging. However, standard point-scanning imaging techniques, such as twophoton or confocal microscopy, impose a strong limit on acquisition speed which in turn sets the number of neurons that can be simultaneously recorded. At 5Hz, this number is of the order of one thousand, i.e. approximately 1-2% of the brain. In this talk, I will show that this limitation can be overcome by using one- or tow-photon laser-sheet microscopy. This imaging strategy yields a ~20-fold increase in data throughput (number of recorded neurons times acquisition rate) without compromising the signal-to-noise ratio, such that the quasi-entirety of the brain volume can be simultaneously monitored. Using a recent study on phototaxis, I will illustrate how this technique, combined with advanced data processing and circuit modeling, may offer a radically new paradigm in behavioral neuroscience. *** Dans la même thématique Tables rondes : Imagerie en neuroscience de la synapse au cerveau : un enjeu interdisciplinaire Amphi Dimanche 1er, 21h Ateliers : Imagerie de cerveaux de rongeur clarifiés par microscopie à feuillet de lumière. Imag’in Adult Brain network : comment concilier résolution et profondeur pour une analyse 3D ? Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 30 MODULES MODULE 4 : PHOTO MANIPULATION ET OPTOGENETIQUE, BIOSENSEURS Coordination Fabienne Mérola et Mathieu Coppey Avec le groupe Biosenseur du GdR MIV Introduction L’apparition récente de techniques permettant de contrôler et moduler de façon spatio-temporelle la fonction de certains gènes permet de comprendre différents processus complexes du vivant (neurologie, développement). En parralléle les biosenseurs, et notamment ceux génétiquement encodés, permettent de réaliser de maniére dynamqie des mesures en cellule vivante. Ces techniques, qui sont en pleine évolution, nécessitent à la fois des développements technologiques, la mise au point de nouvelles sondes et de nouveaux outils de modélisation afin de pogresser dans la connaissance des réseaux cellulaire de signalisation et de régulation et au-delà dans des organismes modèles. Lundi 3 octobre 8h30 Green Fluorescent Protein Biosensors Olivier Griesbeck Department of Systems and Computational Neurobiology, Max-Planck-Institute of Neurobiology, Martinsried Salle Atlantique – Cours plénier Genetically encoded sensors based on variants of fluorescent protein have become powerful tools in cell biology and neuroscience. In my presentation I will review principles of biosensor construction, talk about structural and biophysical aspects of their function and discuss a few exemplary applications. *** Moving proteins around with LOV Barbara di Ventura Synthetic Biology Group, BioQuant, Heidelberg, Germany Salle Atlantique – Cours plénier Intracellular processes are controlled in many ways. One way consists in placing proteins in the right place at the right time. For instance, transcription factors (TFs) are often kept cytoplasmic until an activating signal arrives to the cell. Signal cascade activation leads to the translocation of the appropriate TF into the nucleus where transcription of target genes occurs. Some TFs are known to enter the nucleus with different dynamical patterns dependent on the type of stimulus. The very same TF can enter the nucleus in a single pulse with amplitude and duration proportional to the strength of the activating signal, or in several pulses whose number depends on the strength of the activating signal. There is compelling evidence that different TF dynamics lead to the activation of different gene expression programs. Optogenetics can help elucidate the role of TF dynamics in living cells in the absence of upstream signaling events. Being able to reversibly control the nuclear localization of proteins of interest 31 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES with light is indeed crucial if we wish to investigate how the same protein activates different sets of genes depending on the temporal pattern of its nuclear localization. To this aim we have recently developed two optogenetic tools, called LINuS and LEXY, that allow importing or exporting a protein of interest in and out of the nucleus of mammalian cells. *** Functional imaging and super-resolution microscopy with fluorescent proteins Hideaki Mizuno Biomolecular Network Dynamics, Biochemistry, Molecular and Structural Biology Section, Department of Chemistry, KU Leuven Salle Atlantique – Session parallèle Fluorescent proteins became indispensable in the field of life science as noninvasive labeling tools of intracellular molecules. Cloning from various sea organisms as well as mutagenesis has expanded color pallet of fluorescent proteins, which makes multi-color imaging possible. By making use of the color variants as donor and acceptor of Förester resonance energy transfer (FRET), we can design genetically encoded functional probes. These probes are applicable for imaging in intact animals by combining with genetic engineering methods such as establishment of transgenic animals. In addition to the color variants, we have found unique fluorescent proteins that show photoswitching property. These proteins serve as a fluorophore to track molecules and highlight cells on a microscope. Recently, based on the photoswitchable fluorescent protein, a new microscopic modality circumventing the diffraction limit of light was invented. I introduce our recent achievement in developing fluorescent protein, functional imaging in intact animal and biological applications of super-resolution imaging. *** Understanding and controlling specific dynamic equilibrium in adhesion structures Olivier Destaing Institut Albert Boniot, Département Microenvironnement, plasticité cellulaire et signalisation, Grenoble Salle Atlantique – Session parallèle Migration and invasion processes are dependent of specific adhesive structures. Strikingly, these different structures are sharing numerous identical components. Thus, it was proposed that the characteristic of these adhesion structures is not only dependent of a specific signaling node but could also be under the control of specific dynamic equilibrium. For example, it is still poorly known how the proto-oncogene c-Src can have a pleiotropic activity on adhesion by both regulating focal adhesion and invadosome biology. It appears that manipulating in space and/or in time these dynamic equilibria could be a good strategy to understand them. The use of multiple methods of optogenetic allows to target specific pathways implicated in adhesion at the minand micron-scale. The interests, limitations and use of these methods will be presented. The challenge of coupling opto-control and following a specific cellular output will be especially addressed. Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 32 MODULES *** Jeudi 6 octobre 10h50 An overview of the current optogenetic tools to perturb cellular processes. Mathieu Coppey IMAGERIE ET CONTRÔLE OPTIQUE DE L’ORGANISATION CELLULAIRE (LOCCO), Institut Curie, Paris Salle Gallipot – Session parallèle In this course, I will present and discuss most of the currently available tools based on light and genetically encoded probes to perturb intracellular processes, from single cells to tissue and organisms. I will review the different light gated proteins, the modalities of perturbation, the required setups, and the scientific questions which can be addressed. I will take time to discuss few tricks which help considerably the actual implementation of the tools. The objective for the user will be to get an idea of the feasibility and usefulness of an optogenetic strategy. The presentation of a relatively exhaustive panel of methods will help also for the future choice of an appropriate actuator given the biological context. *** Monitoring the integration of cyclic nucleotides signals in neurons using biosensor imaging. Pierre Vincent Cellular Integration of Neuromodulatory Processes; UMR8256 Biological Adaptation and Ageing Salle Gallipot – Session parallèle A diversity of intracellular signaling cascades compose an intertwined network which ultimately define the cellular properties in the organism. Dysregulations in these signaling pathways are known to occur during ageing and in various diseases. Intracellular signaling appear to be localized in particular domains of a cell, depending on membrane composition or scaffolding proteins, thereby compartmenting signaling events and allowing for far more diversity in integration and specificity of action. Intracellular signaling proceeds from an equilibrium between opposing actions, making these signals highly dynamic. Catching these fleeting events has always been a challenge, and biosensor imaging appears as a very powerful tool to decipher the complexity of dynamic signal integration in living cells. Genetically-encoded fluorescent biosensors, initially developed by Roger Y. Tsien's lab, usually comprise a sensor domain, which responds to the specific biological signal of interest by changing its conformation, integrated between two fluorescent proteins, which report the conformational change by a change in FRET efficacy. This optical signal can be measured in real time in living cells by fluorescence microscopy, with unsurpassed spatial and temporal resolution. In neurons, cyclic nucleotides (mainly cAMP and cGMP) are intracellular second messengers which integrate the response to neuromodulatory signals. Cyclic nucleotides are degraded by various types of phosphodiesterases, and inhibitors of phosphodiesterases are actively studied as possible therapeutic targets to treat neuropsychiatric diseases. We used biosensor imaging on live brain slices to analyze the functional implication of specific phosphodiesterases in the regulation of cyclic 33 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES nucleotides. We confirmed the functional importance of type 4 phosphodiesterase in maintaining a sub-cellular compartmentation of the cAMP signal in cortical pyramidal neurons. In the striatum, type 2 phosphodiesterase appeared as an interaction node between the cAMP and cGMP pathways. Antipsychotic drugs targeting type 10 phosphodiesterase revealed an unexpected dissymmetrical mechanism of cAMP/PKA signal integration in two neuronal types otherwise very similar. Finally, PDE1, which is activated by calcium-calmodulin, appears to be functionally present in the cortex, hippocampus and striatum, and may lead to novel therapeutic strategies for neuropsychiatric conditions. *** Dans la même thématique Tables rondes : Photo manipulation et optogénétique, biosenseurs Amphi Lundi 3, 14h Ateliers : Photoconversion in the whole zebrafish embryo, pros and cons for the study of haematopoiesis. A second-generation FRET biosensor of Aurora A to follow the activation of the endogenous kinase throughout the cell cycle. De l’imagerie de fluorescence ex-vivo, à l’imagerie in vivo sur modèles murins : Spécification des paramètres clés pour l’imagerie de fluorescence intra-vitale haute résolution et la photoconversion. New developments for multiplexed observation in fluorescence microscopy Induction of micropattern of biological activity by high-resolution optogenetic control through a DMD module. Pilotage d'une source multi-LED et application à une sonde photo-inductible : Cry2-CIBN. Chauffage par laser IR provoquant l’expression d’un gène de manière locale dans l’embryon de C. elegans. Impression 3D pour la biologie et ses systèmes d’acquisition. Evaluation de l’effet cytostatique d’agents chimiothérapeutiques sur de multiples lignées tumorales par microscopie à semi-haut débit Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 34 MODULES MODULE 5 : ASSEMBLAGE ET DYNAMIQUES MOLECULAIRES : EXPERIMENTATION ET MODELISATION Coordination Laurent Héliot, Hugues Berry et Cyril Favard Avec GDR ADN : Groupement de Recherche “Architecture et Dynamique Nucléaires”. Introduction L’étude des mécanismes cellulaires, de leurs régulations et intégrations, nécessite de mesurer en cellule vivante les dynamiques et interactions moléculaires tant sur la base de molécules individuelles que de réponses moyennes sur des statistiques moléculaires par des méthodes de spectroscopies. Les résultats de ces différentes méthodes sont complémentaires mais difficiles à combiner entre elles. Le dialogue entre expérimentateurs et théoriciens permet de nouvelles avancées dans ce domaine. Cela ouvre la porte à une vision intégrative de ces processus moléculaires élémentaires. Cela permet aussi d’orienter la pratique expérimentale, d’orienter le travail expérimental. Samedi 1er octobre 10h50 Probing the spatiotemporal kinetics of single mRNA synthesis Antoine Coulon Laboratoire Physico-Chimie Curie, CNRS UMR168 Institut Curie UPMC, 75005 Paris, France Salle Gallipot – Session parallèle The synthesis of mature messenger RNA molecules (mRNA) from the DNA sequence of a gene is a central part of the gene expression process. Many regulatory mechanisms are known to operate at this level to influence the outcome. In eukaryotes, it involves the coordinated action of multiple enzymatic processes, including transcription initiation and elongation (RNA synthesis), and transcript cleavage and splicing (processing into an mRNA). Collectively, these processes participate in regulating the abundance and fate of mRNAs, as well as the sequence information they carry and that will be used for protein synthesis. Yet, despite being broadly studied, many questions remain open about the mechanisms underlying this regulation of gene expression. Although current data points to the importance of the stochastic nature and the temporal relationship between these processes, our understanding remains limited by the difficulty of observing such dynamic coupling on single transcripts in living cells. I will present a microscopy technique we use to label and visualize single RNAs in live cells and follow over time the amount of nascent transcripts from a gene of interest. The possibility of using two colors (e.g. to label either two distinct parts of a single gene or two different genes) opens up a vast range of possibilities to understand the kinetic relationship and coordination between the processes involved. By using this technique, as well as a cross-correlation analysis method we developed to interpret the resulting twocolor time traces, we explore the mechanisms underlying the regulation of transcription and RNA processing. *** 35 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES Molecular dynamics, target-search and nuclear organization: The ins and outs of singlemolecule (tracking) experiments and data analysis Ignacio Izeddin Institut Langevin, ESPCI Paris, PSL Research University, CNRS Salle Gallipot – Session parallèle Optical microscopy has been for centuries a key tool behind many of the landmarks in cell biology. The emergence of single-molecule microscopy techniques has redefined the way we can obtain a quantitative picture of the complex and highly dynamic organization of biological matter. In particular, single-particle tracking (SPT) has emerged as a powerful approach to characterize the behavior of single molecules in the natural context of living cells, providing the means for a full statistical characterization of the system under study. In this seminar, we will review the bases of SPT experiments and data analysis. We will put specific emphasis on single-molecule experiments in the nucleus of living cells. Taking the example of rapidly diffusing transcription factors, we will consider the experimental constraints and their importance on the choice of faithful detection and tracking algorithms. Once the trajectories have been obtained, we will discuss further analysis, from classical mean-square displacement curves to observables such as the angular or velocity distributions. We will debate about the best approach to data interpretation and the dangers of overinterpretation, and about what can we learn about the system in terms of influence of the environment, non-specific interactions, etc. We will finally discuss some of the models commonly applied to diffusion of molecules in biological media. *** Mardi 4 octobre 14h30 Fluorescence Correlation and Cross-Correlation Spectroscopy for the measurement of molecular dynamics and interactions Thorsten Wohland Departments of Biological Sciences and Chemistry, and Centre for Bioimaging Sciences, National University of Singapore Salle Atlantique – Cours plénier Fluorescence Correlation and Cross-Correlation Spectroscopy (FCS and FCCS) belong nowadays to the basic repertoire of fluorescence techniques in many biophysical laboratories. They are used for the quantitative determination of molecular parameters, including concentrations, diffusion and transport coefficients, and dissociation constants. However, these techniques are perceived as technically difficult, requiring complex evaluations. This complexity originates from at least two different sources. First, the basic observables in FCS are signal fluctuations, not fluorescence signals; but the physical meaning of fluctuations and their interpretation is often not apparent to users. Second, the analysis of the data via correlation functions is not commonly used outside the physical sciences and requires some adaptation of the user. However, with a little bit of effort FCS can be understood quite intuitively and lead to rewarding results not achievable with any other technique. Here I will first explain the meaning of fluorescence fluctuations and correlation functions and then discuss their experimental measurement and evaluation before delving into some actual applications to show how molecular Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 36 MODULES dynamics, can be determined from FCS measurements. This will be followed by a discussion of FCCS, which is particularly useful in determining biomolecular interactions and can be used to obtain quantitative data about protein dimerization and biomolecular affinities. Lastly, I will introduce the recent development of imaging FCS, an implementation that allows to record FCS and FCCS functions in a whole plane of a sample. Imaging FCS, based on total internal reflection microscopy (TIR) or single plane illumination microscopy (SPIM), allows collecting thousands of measurements in parallel providing 2D and 3D maps of concentrations and diffusion coefficients. *** Stochastic Reaction Kinetics ran ois Nédélec EMBL Heidelberg, Meyerhofstraße 1, 69117 Heidelberg, Germany Salle Atlantique – Cours plénier Requirements: A personal computer with Python and matplotlib This hands-on session will provide a primer to the stochastic modelling of chemical reaction dynamics, with applications to gene expression. We will first introduce the necessary concepts of statistics, and in particular the properties of exponentially distributed random numbers, and procedures to generate them in a computer. We will then introduce Gillespie's algorithm, which is a general method to simulate reactive systems when all species are well mixed spatially. It is particularly powerful to study stochastic effects due to low copy numbers. We will demonstrate how Gillespie’s algorithm provides trajectories of the system with statistically exact sampling. After this short theoretical introduction, the goal of the practical will be for each student to implement the algorithm on her/his own computer, using the language of their choice. We will provide detailed help with C, C++, MATLAB or Python but supervise the algorithmic part in any case. Unless the student is very proficient with another language, Python is recommended. To develop the implementation, we will simulate a number of elementary systems: 37 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES *** High Spatial-Temporal Image Correlation Technologies Reveal Single Molecular Interactions in Living Cells Michele Digman Department of Biomedical Engineering, University of California Irvine Salle Atlantique – Session parallèle The key to detecting single molecular interactions in the presence of high concentration of proteins in living cells is to use fluctuation analysis at the single cell scale. Live single cell spatial-temporal analysis of protein dynamics provides a mean to observe stochastic biochemical signaling that may lead to better understanding of cancer cell invasion, stem cell differentiation and other fundamental biological processes. The advancement of methodologies in fluctuation analysis with high spatial-temporal resolution provides an incisive approach because fluctuations are measured at the single molecular level. The guiding theme of my research is focused on cancer cell invasion and cell migration in repose to microenviromental cues. Ultimately studying the process of molecular dynamics that govern cell motility and invasion must be carried out in different three platforms: in 2D, 3D microenvironments and in living animals. Using the Raster Image Correlation Spectroscopy (RICS), Number and Molecular Brightness analysis (N&B) and the cross-analysis approach, we can answer the following questions about proteinprotein interaction that occur though the integrin signaling pathway: for how long, how many and how fast do proteins respond in live cells and how they interact with their binding partners. I will present a model of how focal adhesions assemble and disassemble how proteins dynamics differ when cells are grown in the 3D environment and work in vivo. Understanding how structures and dynamics of bio-molecular systems function in live cells will aid in the development of diagnostic and therapeutic agents. *** Mapping Molecular Interactions and Transport in Living Cell via Image Correlation Methods Paul W. Wiseman Departments of Physics and Chemistry McGill University Salle Atlantique – Session parallèle Image correlation methods provide a new window of analysis for measurement of protein-protein interactions and macromolecular transport properties from fluorescence images of living cells. These approaches are based on space and time correlation analysis of fluctuations in fluorescence intensity within images recorded as a time series on a laser scanning or TIRF microscope. We recently introduced spatio-temporal image correlation spectroscopy (STICS) which measures vectors of protein flux in cells based on the calculation of a spatial correlation function as a function of time from an image time series. Here we will describe the application of STICS and its two color extension, spatiotemporal image cross-correlation spectroscopy (STICCS), for measuring transport maps of adhesion related macromolecules such as integrin, alpha-actinin, paxillin, talin, and vinculin within, or associated with the basal membrane in living fibroblast and CHO cells. These measurements have allowed us to propose a model for the molecular clutch that regulates connections between the extracellular matrix, integrins in the membrane and the cytoskeleton during cell protrusion and migration. We will also introduce application Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 38 MODULES of STICS with a moving time window to generate time dependent vector maps which reveal "transport waves" of vinculin, talin and actin between podosome adhesion structures in human immune dendritic cells. Finally, if there is time, we will also highlight recent advances we have made with a new form of reciprocal (k-) space ICS, called kICS, that allows us to measure unbiased transport coefficients of fluorescently labeled membrane proteins even if there is complex photophysics (such as nanoparticle emission blinking) of the probe. We will describe kICS measurements of the transport properties of quantum dot labeled receptors in the cell membrane as well as determination of clustering properties of QD labeled receptors based on kICS correlation studies of changes in the nanoparticle blinking. *** Dans la même thématique Tables rondes : Assemblage et dynamiques moléculaires : expérimentation et modélisation Amphi Mardi 4, 21h Ateliers : 39 Dynamique et nano-ablation des microtubules. Méthodes d’études de la dynamique dans la cellule par photo-conversion ou FRAP : avantages et limites. Observation de la dynamique d’une protéine de réparation de l’ADN chez la levure par la technique sptPALM. Etude de la multimérisation de protéines-GFP par mesures de déclin d’anisotropie de fluorescence. Image Correlation Spectroscopy: dynamics and oligomerization of Paxilin in live cells by RICS and N&B. Measure of surface protein mobility on live cell with u-paint technique. Mesure de la diffusion dans les biofilms bactériens grâce à la technique de FRAP en microscopie confocale. Mesure de l’impact du remodelage de la chromatine aux sites de cassure sur la Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES diffusion des protéines par micro-irradiation laser, imagerie confocale et spectroscopie de corrélation de fluorescence. High-throughput single-DNA molecule microscopy using automated micropatterning. Bringing High-Throughput into an Innovative Super Resolution imaging system to evaluate immuno-modulatory Biologics. Reconstruction et modélisation statistique de distributions spatiales 3D avec le logiciel Free-D. Mesures de FCS et analyse anomale in vivo : vers une compréhension de la dynamique, et fonctionnalité des complexes de régulation de la transcription. Analyse spatio-temporelle en cellule vivante par corrélation d'image de temps de vie. FluoSim: Single molecule dynamics simulator for live cell fluorescence imaging and super-resolution microscopy. Intelligent microscopy : Automatisation et optimisation d'acquisition de données par couplage entre acquisition et analyse d'images (feedback microscopy). High speed life imaging using FPGA synchronisation. Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 40 MODULES MODULE 6 : ONDES SUR LE VIVANT (AVEC GDR ONDES) : IMAGERIE DANS TISSUS, LE DEFI DES MILIEUX DIFFUSANT HETEROGENES – OPTIQUE ADAPTATIVE LES Coordination Sophie Brasselet et Emmanuel Bossy Avec le GdR Ondes Introduction Ce module est proposé, comme lors de la session 2014, en collaboration avec le GDR Ondes. Il a pour but d’étendre les techniques d’imagerie du vivant à d’autres modalités que l’optique (ultrasons, etc.), mais aussi d’apporter de nouveaux concepts issus du contrôle spatio-temporel des ondes (imagerie à travers des milieux très diffusants). Dimanche 2 octobre 10h50 Looking through 'fog': Imaging with Scattered Light Ori KAtz Department of Applied Physics, The Selim and Rachel Benin School of Computer Science & Engineering, The Hebrew University of Jerusalem Salle Gallipot – Session parallèle Scattering of light in complex samples such as biological tissue renders most samples opaque to conventional optical imaging techniques, a problem of great practical importance. However, although random, scattering is a deterministic process, and it can be undone, controlled, and even exploited by carefully shaping the input wavefront, forming the basis for the emerging field of optical wavefront-shaping [1,2], and opening the path to imaging through visually opaque samples [3] and to the control of scattered ultrashort pulses [4]. Unfortunately, many of these pioneering demonstrations [1-4] required an invasive implantation of an optical probe at the target for determining the wavefront distortions. I will present some of our recent efforts in addressing this challenge [5-10]. These include the use of the photoacoustic effect to focus and control light non-invasively inside a scattering medium [5,6], and the use of optical nonlinearities to focus light noninvasively through scattering samples [7]. I will also show how one can surprisingly image through opaque samples and ‘around corners’ using nothing but a smartphone camera [8], by exploiting the inherent correlations of scattered light, challenging the common view on diffuse scattered light as an information-less halo. If time permits I will present our efforts in exploiting these principles for novel endoscopic techniques [9-11]. References [1] Z. Merali, “Optics: Super vision”, Nature 518, 158 (2015). [2] A.P. Mosk et al., "Controlling waves in space and time for imaging and focusing in complex media", Nature Photonics 6, 283 (2012). [3] O. Katz et al., "Looking around corners and through thin turbid layers in real time with scattered incoherent light", Nature Photonics 6, 549 (2012). [4] O. Katz et al., "Focusing and compression of ultrashort pulses through scattering media", Nature Photonics 5, 372 (2011). [5] T. Chaigne et al. "Controlling light in scattering media noninvasively using the photo-acoustic transmission-matrix.", Nature Photonics 8, 58 (2014). 41 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES [6] T.Chaigne et al. "Super-resolution photoacoustic fluctuation imaging with multiple speckle illumination", Optica Vol. 3, 1, 54-57 (2016) [6] O.Katz et al., "Noninvasive nonlinear focusing and imaging through strongly scattering turbid layers", Optica, 1, 3, 170-174 (2014). [7] O. Katz et al., "Non-invasive single-shot imaging through scattering layers and around corners via speckle correlations", Nature Photonics, 8, 784–790 (2014) [8] M. Kolenderska et al., "Scanning-free imaging through a single fiber by random spatio-spectral encoding", Optics Letters, 40, 4, 534-537 (2015) [9] A.Porat et al., "Widefield lensless imaging through a fiber bundle via speckle-correlations", Optics Express (2016) [10] S. Rosen et al., "Focusing and Scannign through Flexible Multimode Fibers without Access to the Distal End”, arXiv : 1506.08586 (2015) *** Brillouin scattering of fibrous proteins and tissues. A contactless micromechanical testing Francesca Palombo School of Physics and Astronomy, University of Exeter Salle Gallipot – Session parallèle Brillouin spectroscopy is based on the discovery by Léon N. Brillouin in 1920 of the inelastic light scattering effect from thermal sound waves in a solid giving rise to a doublet in the GHz range. It is an emerging tool in the biomedical sciences, with potential for in vivo applications, because it is non-destructive, contactless and mechanically specific. Brillouin scattering probes the mechanics of matter on a microscopic scale via propagation of thermally induced acoustic waves or phonons. The Brillouin peak frequency is related to the speed of propagation of these phonons, and thereby provides a measure of the mechanical properties of the material. The biomechanics of biological tissues are important to normal tissue function and disturbances in these properties are widely implicated in disease. We have characterized the viscoelastic behaviour of the protein fibres of the extracellular matrix and used this information to understand the physical properties of complex biological tissues. We found correlations between the elastic modulus determined by Brillouin spectroscopy and the Young’s modulus (from quasi-static macromechanical testing) of the fibrous proteins collagen and elastin at various levels of hydration. Brillouin scattering offers the prospect of measuring mechanical properties on a microscopic scale in living tissues, in a frequency range that is largely unexplored, and thereby providing insights into structure–function relationships under normal and pathological conditions. *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 42 MODULES Mercredi 5 octobre 8h30 Photoacoustic imaging: physics, technology and applications in the life sciences Paul Beard University College London Salle Atlantique – Cours plénier Photoacoustic imaging is a new biomedical imaging modality based on the use of lasergenerated ultrasound that has emerged over the last decade. It is a hybrid technique that combines the high contrast and spectroscopic-based specificity of optical imaging with the high spatial resolution available to ultrasound. In essence, a photoacoustic image can be regarded as an ultrasound image in which the contrast depends on optical absorption. As a consequence, it offers greater specificity than ultrasound with the ability to detect haemoglobin, lipids, water and other light-absorbing chomophores, but with higher penetration depth than purely optical imaging modalities such as light microscopy that rely on ballistic photons. As well as visualizing anatomical structures such as the microvasculature, it can also provide functional information in the form of blood oxygenation, blood flow and temperature. There is also the potential, through the use of targeted contrast agents or genetic reporters, to provide molecular information. All of this can be achieved over a range of length scales from microns to centimetres with scalable spatial resolution. These attributes lend photoacoustic imaging to a wide range of applications in preclinical research and biology for studying cancer, cardiovascular disease, abnormalities of the microcirculation and other conditions. *** Quantitative Phase Imaging in optical microscopy for biology studies and superresolution. Pierre Bon Laboratoire Photonique Numérique et Nanosciences (LP2N), IOGS - CNRS - Univ. Bordeaux Salle Atlantique – Cours plénier Quantitative phase imaging (QPI) is a powerful optical method to enhance the knowledge about a micro/nanoscopic samples. It relies on the capability to measure not only the intensity of the light but also its phase. This provides several types of information depending on the illumination scheme or imaging mode. QPI was initially developed to image microscopic structures inside semi-transparent samples (ex. nucleus), without labelling/staining. I will show recent breakthrough using our QPI technique based on quadriwave lateral shearing interferometry [1] coupled with the native halogen trans-illumination of the microscope. It allows label-free cytoskeleton and organelle trafficking imaging at up to 50 Hz and for any duration [2]. I will also show how QPI can give a precise measurement of the dry mass inside living cells [3] and how it can be related to the cell cycle state. I will finally present the capability to retrieve the 3D spatial distribution of particles (such as gold nanobeads) with a sub-nanometric localization by the simultaneous use of intensity and phase imaging. I will show the use of this method to stabilize the drift of a super-resolution microscope [4]. 43 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES [1] Bon, Maucort, Wattellier, and Monneret, "Quadriwave lateral shearing interferometry for quantitative phase microscopy of living cells," Opt. Express 17, 13080-13094 (2009) [2] Bon, Lécart, Fort, Lévêque- ort, “ ast Label- ree Cytoskeletal Network Imaging in Living Mammalian Cells”, Biophysical J., 106, 1588 - 1595 (2014) [3] Aknoun, Savatier, Bon, Galland, Abdeladim, Wattellier, and Monneret, "Living cell dry mass measurement using quantitative phase imaging with quadriwave lateral shearing interferometry: an accuracy and sensitivity discussion" J. of Biomedical Optics 20(12), 126009 (2015) [4] Bon, Bourg, Lécart, Monneret, Fort, Wenger, Lévêque- ort, “Three-dimensional nanometre localization of nanoparticles to enhance super-resolution microscopy”, Nat. Comm., 6 , 7764 (2015) *** Ultrasound Localization Microscopy Olivier Couture ESPCI/Institut Langevin Salle Atlantique – Session parallèle The echoes from microbubbles flowing in large concentrations in blood vessels are undistinguishable from each other’s due to diffraction. This lead to a theoretical resolution limits imposing a trade-off between the penetration and precision of ultrasound imaging, which was deemed incompressible until recently. In optics, this limit was circumvented using localization microscopy techniques, such as FPALM. It exploits the blinking of individual sources on thousands of images to separate fluorophores and pinpoint their actual location with a resolution better than wavelength/10. We have shown that such phenomenon can also be obtained in ultrasound imaging by observing microbubbles at ultrafast frame rates (> hundreds of images per second). This lead us to introduce the concept of ultrasound localization microscopy [ULM, Couture et al. Patent 2010, Couture et al. IEEE IUS Orlando 2011], which allows super-resolution imaging by reconstructing the precise position of individual microbubbles flowing into microvessels. We initially applied ULM in 3D in a microvessel phantom [Desailly et al. APL, 2013], before moving to the rat brain [Errico et al. Nature, 2015]. Ultrafast ULM also inspired other groups that exploited low dilution of microbubbles at conventional frame rates both in-vitro [O’Reilly et al, Medical Physics 2013; Viessmann et al., PMB, 2013] and in-vivo [Christensen-Jeffries et al., IEEE UFFC, 2015]. When separated with ultrafast imaging, the position of individual microbubbles can be determined with a resolution defined by the signal to noise ratio and the geometry of the system [Desailly et al., PMB, 2015]. The maximum resolution attainable with current programmable scanners was predicted to be 20 m with 3 MHz pulses and 5 m at 15 MHz, or wavelength/20. This was confirmed in-vivo by injecting boluses of microbubbles in rats brain and performing ultrafast imaging coronally (500 fps) for 150 seconds. The resulting map of microbubble positions was reconstructed with a resolution of λ/12 (8 m), down to 12 mm in depth. The millisecond time-resolution of the microbubble tracking combined with the micrometric spatial resolution permits the reconstruction of the microvasculature within tens of seconds, paving the way to ultrasound microscopy in clinical studies. *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 44 MODULES Wavefront engineering for neuronal photoactivation Eirini Papagiakoumou Wavefront-Engineering Micrsocopy group, Neurophotonics Laboratory, CNRS UMR8250, Paris Descartes University Salle Atlantique – Session parallèle Light patterning through phase modulation of laser beam’s wavefront finds applications in several research fields nowadays, like optical trapping, photopolymerization, photolithography, adaptive optics, ultrashort pulse shaping, and more recently in phase conjugation, focusing through turbid media and photostimulation of neuronal cells by photolysis or optogenetics. Especially in the latter case, light induced activation has become a fundamental tool in neuroscience offering a sensitive non-invasive approach for mimicking brain activity in populations of cells, thus enabling to resolve with sufficient precision neural microcircuits. To this direction, light patterning techniques enable fast, remote modification of the spatial configuration of light delivered to tissue, without the need to intervene on the optical setup during the experiment. Such techniques can be useful for stimulating a subpopulation of genetically identical neurons or targeting subcellular structures, such as dendrites, axons or dendritic spines. In my talk I will present an overview of optical methods used for optimizing the excitation volume inside the sample for efficient neuronal activation. I will specifically give more insights about methods using wavefront engineering for spatiotemporal light patterning, such as Computer-Generated Holography (CGH) and Generalized Phase Contrast (GPC), in which our research group specializes. These are methods for two- or three-dimensional light patterning, based on the modulation of the optical wavefront of the excitation beam through liquid crystal spatial light modulators, that provide scanless excitation of multiple neurons or neuronal compartments. They are techniques that can be used both for oneor two-photon excitation and particularly in the two-photon regime, when they are combined with the technique of temporal focusing (TF) offer the possibility to fully control the axial confinement of the generated excitation patterns. The techniques presented here will be primarily discussed in the context of optogenetic applications, but in principle can be extended to any application demanding spatially and temporally precise light stimulation. *** Dans la même thématique Tables rondes : Imagerie dans les tissus, le défi des milieux diffusant hétérogènes – optique adaptative Amphi Mercredi 5, 16h Ateliers : 45 Dispositif de contrôle de front d’onde ultra rapide pour focaliser dans des milieux diffusants biologiques. Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES SHG/THG en réflexion transmission pour le tracking de nanoparticules harmoniques à l’échelle subcellulaire et tissulaire, thérapie cellulaire myopathie de Duchenne. Adaptive biology: Minimization of refractive index mismatch to improve axial resolution and transparency and in confocal and multiphoton imaging. Imagerie de retardance optique d’échantillons biologiques sans marquage par microscopie de phase quantitative résolue en polarisation. Comment générer du contraste sur n’importe quel microscope sans avoir recours à la fluorescence? De l’illumination oblique jusqu'à l'imagerie de phase quantitative. Découverte d'une technique d'imagerie sans marquage : la microscopie tomographie diffractive. Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 46 MODULES MODULE 7 : IMAGERIE MULTIECHELLE ET BIOLOGIE INTEGRATIVE Coordination Serge Monneret Introduction L’imagerie des tissus est un challenge important avec un très grand champ d’applications allant de la biologie du développement aux approches cliniques. Mais les tissus sont par nature des milieux hétérogènes et diffusants pour la lumière. Il est donc nécessaire, à partir des grandes avancées déjà réalisées dans d’autres domaines applicatifs, de développer de nouvelles stratégies en microscopie (optique adaptative, …) et endoscopie. Le développement de nouvelles sondes est aussi un challenge pour l’imagerie non linéaire en tissus. Il s’agit ici de donner un aperçu des problèmes rencontrés lorsqu’on s’intéresse à l’imagerie d’objets biologiques qui évoluent dans le temps, tout en nécessitant l’observation de compartiments cellulaire ou de grands champs avec une résolution subcellulaire. L’intérêt des microscopies sans marquage sera abordé ainsi que le suivi de dégénerescence cellulaire, le suivi de partenaires cellulaires multiples, et l’imagerie en grand nombre de couleurs Samedi 1er octobre 18h45 Challenges and solutions to perform Single Molecule Localization Microscopy in depth within complex tissues Rémi GALLAND University of Bordeaux, Interdisciplinary Institute for Neuroscience, Bordeaux, France Salle Gallipot – Session parallèle Fluorescence microscopy has revolutionized our comprehension of biology giving the opportunity to image proteins organization and dynamics within cells and tissues but is limited in term of spatial resolution. The recent advent of optical super-resolution techniques has enabled to overcome this limitation to study biological mechanisms at the molecular level in single cells. Especially, Single Molecules based super-resolution (SMSR) techniques offers the capability to count, locate and track the movement of biomolecules in their cellular environment. However, the illumination schemes developed to perform SMSR, such as TIRF or HILO, confine the imaging depth to the coverslip interface and failed to study live dynamical processes in whole 3D cells or tissues. On the other hand, selective plane illumination microscopy (SPIM) proved to be highly effective in providing information in whole organisms by virtue of fast, low light and low background illumination of millimetre size organisms. Experimental constraints however hamper the use of this approach with high numerical aperture (NA) objectives required to work at the single molecule level. In addition, the detection of single molecule in depth is limited by important optical aberrations arising from the use of high numerical aperture objective, refraction index mismatch and inhomogeneity of the samples itself. The observation of proteins organization and dynamics at the molecular level in depth within complex samples raises therefore several limitations both in term of excitation and signal detection. During my course, I will first present the principle of SMSR and highlight the challenges we have to solve to perform SMSR in depth within complex samples. I will then present how we can combine SPIM illuminations schemes with high NA objective to perform SMSR in depth. In particular, I will present how the combination of micro-fabricated 47 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES devices displaying 45° mirrors with a single high NA objective can be used to perform SMSR in depth. This system, named soSPIM and recently developed in the team, offers multiscale imaging capabilities on a standard microscope from the whole drosophila embryos scale down to the single cell scale with single-molecule resolution. Lastly, I will present other challenges we have to solve to perform SMSR in depth within complex samples including molecule excitation and signal detection improvement and new labelling strategies development, and present different strategies we are implementing in the team to address these questions. *** Multiscale imaging and analysis of embryonic development Willy Suppatto Laboratory for Optics & Biosciences, CNRS - Inserm - Ecole Polytechnique, Palaiseau, France. Salle Gallipot – Session parallèle Multiscale and multidimensional study of biological processes tremendously benefits from recent advances in live microscopy. In this lecture, we will first illustrate the potential of multiphoton microscopy combined with computational analysis to investigate fundamental processes of embryonic development, such aseft-right symmetry breaking. We will then discuss how light-sheet microscopy improves multiscale live imaging of embryos. We will introduce the principle and benefits of light-sheet illumination. The ability to carry out fast, three-dimensional optical sectioning with both an extended field of view and limited photodamage is a unique advantage of light-sheet microscopy that will be illustrated by showing recent applications in developmental biology and in neurosciences. However, the imaging speed of this technique comes with several limitations, including uneven image quality or limited imaging depth: we will present recent approaches to address these issues. *** Jeudi 6 octobre 8h30 In vivo Multiphoton Imaging of Mouse Brain Chris Xu School of Applied and Engineering Physics, Cornell University, Ithaca Salle Atlantique – Cours plénier Over the last two decades, multiphoton microscopy has created a renaissance in the brain imaging community. It has changed how we visualize neurons by providing highresolution, non-invasive imaging capability deep within intact brain tissue. Multiphoton imaging will likely play an essential role in understanding how the brain works at the level of neural circuits, which will provide a bridge between microscopic interactions at the neuronal level and the complex computations performed at larger scales. In this talk, the fundamental challenges of deep tissue, high-resolution optical imaging are discussed. New technologies for in vivo structural and functional imaging of mouse brain using long wavelength excitation and three-photon microscopy will be presented. We will discuss the requirements for imaging the dynamic neuronal activity at the cellular level over a large area and depth in awake and behaving animals. We will speculate on the possible future directions to further improve the imaging depth and speed in biological tissues. Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 48 MODULES *** Multi-view reconstruction, deconvolution and analysis of large images Jean-Yves Tinevez Institut Pasteur, Paris Salle Atlantique – Cours plénier Modern multidimensional automated microscopy techniques can now routinely generate large images at high temporal rates, bringing up new challenges in bioimaging data management. Some microscopy instances add up difficulties by adding new dimensions to imaging, such as the multiple views of a single sample acquired by theta-microscopes. Mastering these challenges are however key to true multi-scale microscopy, investigating e.g. the large scale organization of a tissue while keeping subcellular resolution. Data management, image processing and analysis of these large, multi-view images prompted for recent development in computing that are now part of the toolbox of the adventurous biologist. This lecture will survey a subset of them, focusing on the registration of multiple views of a sample and their fusion into a single final image. We will discuss in particular the specific difficulties caused by the sheer size of the data generated e.g. by light-sheet microscopy, and focus on the practical aspects and usability of these software tools. *** Recent advances in fiber-optic imaging Frédéric LOURADOUR XLIM Laboratory, Limoges University, France Salle Atlantique – Session parallèle This course will talk about fiber-optic imaging, more precisely about confocal endomicroscopy through a fiber or a bundle of fibers towards biomedical applications. The goal of this technology is enabling in vivo in situ imaging, in a minimally invasive manner inside a living organism, in depth below live tissue surface at the cell level and preferentially without staining. The course will concern the instrumental developments that were made other the recent years for proposing advanced endomicroscopes with performances approaching the ones of table-top microscopes in terms of resolution, sensitivity, speed, and imaging modalities (reflectance, linear fluorescence, multiphoton contrasts, polarimetry, etc. …). Various dedicated architectures and components (sources, fibers, beam or pulse shapers, scanners, micro-optics) for imaging endoscopically will be presented and the requirements imposed by the considered application (e.g. neurosciences or clinical applications) will be highlighted. Remarkable examples of advanced devices, current results and future challenges will conclude the course. *** 49 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES New methods to image transcription dynamics in living fly embryos Nathalie Dostatni UPMC, UMR3664 – CNRS & INSTITUT CURIE Salle Atlantique – Session parallèle Drosophila embryogenesis is characterized by rapid transitions in gene activity, whereby crudely distributed gradients of regulatory proteins give way to precise ON/OFF pattern of gene expression. To understand the underlying mechanism and explore the dynamics of gene expression in quantitative manner, we used multi-scale FISH on whole mounts embryos combined with fluorescent correlation spectroscopy performed in collaboration with Cécile Fradin (physicists) to approach the diffusion parameters of the key molecules of this system. These measurements reconcile the physical limits of the system with the rapid establishment of patterning but remain to slow to explain how the system resists to the challenges imposed by the frequent mitoses during which gene expression is interrupted. To shed lights on this question, we have recently adapted to living embryos the MS2-MCP system, which allows the fluorescent tagging of RNA and the detection of ongoing transcription across development. This novel approach provides access to the dynamics of the process and opens up new prospects for understanding gene expression and maintenance during development. *** Dans la même thématique Tables rondes : Imagerie multiechelle et biologie intégrative Microscopies avec lumière synchrotron. Amphi jeudi 6 , 16h Ateliers : Organisation spatiale des signaux de mort/survie dans le cœur de souris après ischémie-reperfusion : clarification d’organe et microscopie en feuille de lumière. Suivi de protéines fluorescentes en Time Lapse chez la bactérie (E. coli). Microscope modulaire à feuille de lumière et nouvelles sondes biocompatibles pour l’étude de la morphogénèse du poisson-zèbre. 3D high and super-resolution imaging of biological samples using a singleobjective Selective Plane Illumination Microscope. Imagerie à feuille de lumière multivue et confocale avec le MuVI SPIM. Imagerie mutiphotonique appliquée à l’étude du trafic intracellulaire in vivo : effet du microenvironnement sur la localisation d’endosomes. LEGOLish Learning Light Sheet microscopy playing with LEGOs. Time-gated microscopy used to resolve terbium to quantum dot FRET in cells. L’imagerie moyen débit par scanner de lames : un outil pour étudier l’évolution expérimentale d’une bactérie pathogène en bactérie symbiotique dans les plantes. Analyse d’images en biologie végétale, approches par morphologie mathématique sous ImageJ. Recalage rapide d’images multivues en microscopie à feuille de lumière. Utilisation des opérateurs différentiels pour la segmentation d'images. Microscopie Multiphotonique In-Situ et Tissus Clarifiés. Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 50 MODULES 51 3D-Imaging of biological samples with light sheet fluorescence microscopy: assembly, calibration and acquisition. Spatial distribution analysis of 3D intracellular events. Imaging whole zebrafish specimen after CLARITY transparization. Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 SEMINAIRES SEMINAIRES Vendredi 30 septembre S1 - 17h00 : Fluorescence lifetime imaging across the scales - from automated microscopy to tomography and endoscopy Paul M. W. French Photonics Group, Physics Department, Imperial College London [email protected]; http://www.imperial.ac.uk/photonics/research/biophotonics/ We are developing a multidimensional fluorescence imaging platform to provide 2-D and 3-D functional imaging across the scales with a particular emphasis on fluorescence lifetime imaging (FLIM) to provide contrast between different molecular species, including fluorophore labels or endogenous fluorophores, and variations in the local fluorophore molecular environment. The capability to sense the local fluorophore environment may be exploited using probes sensitive to specific analytes, such as signalling molecules, or it may be used to probe interactions by sensing the close proximity of other fluorophores via Forster resonant energy transfer (FRET), which can be exploited to assay cell signalling processes through protein interactions and genetically expressed FRET biosensors. Applied to tissue autofluorescence, lifetime measurements can read out changes in cellular metabolism or tissue matrix components. The inherently ratiometric nature of FLIM, which can be realised with measurements in a single spectral channel, makes it relatively insensitive to fluorophore concentration or the optical properties of the instrument or sample. This enables quantitative FLIM-based readouts to be translated from microscopy and in vitro assays to in vivo preclinical imaging and clinical diagnosis. We develop and apply FLIM technology across the scales from 3-D STED FLIM microscopy1, incorporating adaptive optics to correct for aberrations, through high-speed FLIM of fixed and live cells2, e.g. for high content analysis (HCA) including automated multiwell plate assays of protein interactions3,4 or cellular metabolism5, to in vivo preclinical and clinical applications, including autofluorescence-based lifetime readouts of cancer6, heart disease7 and osteoarthritis8. For in vivo preclinical studies, we are developing optical projection tomography (OPT) with FLIM, particularly applied to zebrafish, and FLIM endoscopy9. For clinical studies we are developing multiphoton multispectral FLIM to diagnose skin cancer and single point fibre-optic probes for timeresolved and spectrally resolved fluorometry of autofluorescence, including an ex vivo and in vivo studies of cancer in skin and colon. This talk will focus on our development of FLIM instrumentation for HCA to study signalling networks and mechanisms of disease in 2-D and 3-D cell-based assays, including the intracellular measurement of KD to study signalling networks10, on the development of a preclinical imaging platform based on in vivo OPT and FLIM11 of zebrafish (larvae to adult) for studies of cancer12 and apoptosis13, on FLIM endoscopy applied to FRET Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 52 SEMINAIRES biosensors and to tissue autofluorescence14 and on multiphoton FLIM for label-free diagnosis of cancer. We aim to implement all of our technology using open source software tools for instrument control, data acquisition, analysis and management and to provide lists of equipment components to enable other users to replicate our instrumentation for application to their own biological questions. Our open source FLIM analysis software, FLIMfit15, which provides rapid global fitting capabilities and is available as an OMERO client from: http://flimfit.org/downloads/. Our FLIM HCA and OPT instrumentation are controlled by µManager. The software for FLIM HCA is available at: https://github.com/imperial-photonics/openFLIM-HCA/wiki. References 1 Lenz et al., J. Biophotonics 7 (2013) 29-36, doi: 10.1002/jbio.201300041 2 Grant et al., Opt. Expr.15 (2007) 15656 – 15673; doi: 10.1364/OE.15.015656 3 Alibhai et al., J. Biophotonics 6 (2012) 398-408, doi: 10.1002/jbio.201200185 4 Kelly et al., Anal. Methods, 7 (2015), 4071-4089, doi: 10.1039/C5AY00244C 5 J. Innov. Opt. Health Sci. 7 (2014) 1450025-15 pages, doi: 10.1142/S1793545814500254 6 Patalay et al., PLoS ONE 7 (9) e43460-, 2012, doi:10.1371/journal.pone.0043460 7 Lagarto et al., Biomed Opt Express 2015, 6 (2015) 324-346; doi: 10.1364/BOE.6.000324 8 Manning et al., Matrix Biology 32 (2013) 32–38; doi: 10.1016/j.matbio.2012.11.012 9 Kennedy et al., Journal of Biophotonics, 3 (2010) 103-107; doi: 10.1002/jbio.200910065 10 Margineanu et al., Sci. Rep. (early view) doi: 10.1038/srep28186 (early view) 11 McGinty et al., Biomed. Opt. Expr. 2 (2011) 1340-1350; doi: 10.1364/BOE.2.001340 12 Kumar et al., Oncotarget.7 (2016) 43939-43948; doi: 10.18632/oncotarget.9756 13 Andrews et al., J. Biophotonics 9 (2016) 414–424. doi:10.1002/jbio.201500258 14 Sparks et al., J Biophotonics 8 (2015) 168–178; doi: 10.1002/jbio.201300203 15 Warren et al., PLoS ONE 8(2013) e70687; doi:10.1371/journal.pone.0070687 *** S2 - 18h00 : Receptor-scaffold interactions, a thermodynamic approach using superresolution microscopy: toward “chemistry in cellulo” Antoine Triller IBENS Institut de Biologie de l’École Normale Supérieure The efficiency and accuracy of neurotransmission strongly depends on two apparently antagonist properties of synaptic membrane: the stability of its organization and its ability to adapt to plasticity events. In addition, the structural stability of synapses has to be reconciled with the notion that cell membranes are fluid. Membrane molecules are compelled to move within the membrane surface due to thermal Brownian agitation, which favors the homogeneous distribution of the molecules. As a result, neurons spend energy to stop or reduce these movements, and maintain molecules in certain locations via mechanisms that decrease this fluidity. We investigate the regulation of synaptic receptors dynamics by the different (structural and functional) elements that make the synapse. We have approached these conceptual paradoxes by developing new technological and analytical tools that allow the monitoring of the behavior of synaptic components at the molecular level and change of the scale of analysis. We demonstrated rapid exchanges between synaptic and extra-synaptic receptors and we showed that transient stabilization of receptors at synapses occurs by interaction with partners, such as scaffold proteins. Novel super-resolution imaging methods (PALM, STORM) gave us a 53 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 SEMINAIRES precise insight on the organization of these postsynaptic structures. Thus combination of single particle tracking and super-resolution methods, open access to molecular counting and energy involved in receptor-scaffold interactions as well as on and off rate of molecular interactions. Thus beyond super-resolution methods is chemistry “in cellulo” accounting for the regulation of receptor number and consecutively that of synaptic strength. Ultimately, the dynamic regulations of receptor-scaffold and scaffold-scaffold interactions appear as a central tenet for the maintenance and plasticity-related changes of receptor numbers at synapses. These processes are likely to be deregulated in pathological situations such as in neurodegenerative diseases. *** S3 – 19h00 : Multi-scale multi-dimensional and multi-modal analysis of cell-matrix adhesion Benny Geiger1, Ariel Livne1, Melanie Horev1, Or-Yam Revach1, Ohad Medalia2, Joachim Spatz3 1Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel, 2Zurich University, Switzerland; 3MPI for Intelligent Systems, Stuttgart, Germany. Integrin adhesions, through which cells stably interact with the extracellular matrix (ECM) are structurally stable and molecularly dynamic cellular structures, located at the interface between the ECM, outside the cell, and the cytoskeleton, at the cell’s interior. These adhesions are extensively investigated for nearly 60 years, yet despite the vast effort invested in their characterization, their structure, diverse functions and molecular dynamics are still highly challenging. These adhesions are quite robust, yet they are highly dynamic structures at the molecular level. Integrin adhesions consist of a largely uniform set of components (termed, collectively: “the integrin adhesome”, yet the diverse forms of integrin adhesions are highly complex, and molecularly diverse. Moreover, these adhesions are mechanically robust, acting as cell and tissue scaffolds. Beyond their scaffolding activity, they function as key transmembrane sensory and cell signaling sites. The main issue to be addressed in this lecture is the mechanism whereby the molecular structure and functions of integrin adhesions are regulated, enabling them to function as cellular scaffolds, environmental sensors and singaling organelles. I will address this issue using a broad range of complementary multidisciplinary approaches, including correlated light and electron microscopy analyses, quantitative live cell imaging and a multitude of physical approaches. I intend to address here recent insights into the molecular hierarchical structure of the different forms of integrin adhesions and the mechanisms underlying their activity as chemical and mechanical sensors of the extracellular environment. The panel on the left addresses the capacity of cells to sense, through their adhesion receptors, the chemical and physical properties of the ECM. The organization of integrin adhesions and their interaction with the actin cytoskeleton are shown in the right panels, using matrix nanopatterning (top) and LM-cryo-electron tomography correlative microscopy (bottom) Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 54 SEMINAIRES *** Dimanche 2 octobre S4 – 18h45 : The Extra Microscope Alberto Diaspro Nanoscopy and NIC@IIT, Istituto Italiano di Tecnologia and department of Physics, University of Genova, Italy In the last 40 years, optical fluorescence microscopy, due to its inherent ability of imaging living systems during their temporal evolution, had a continuous update on three main tracks, namely: three-dimensional (3D) imaging, penetration depth at low perturbation and resolution improvements. However, computational optical sectioning, confocal laser scanning, two-photon excitation and super-resolved methods can be considered as milestones in optical microscopy. With the recent Nobel Prize in Chemistry in 2014 for the development of super-resolved fluorescence microscopy, it has been revealed how the optical microscope can offer unimaginable performances in terms of spatial resolution. This fact pushed a myriad of variations on the theme and of new approaches aiming to increase the budget of information that one can get using an optical microscope. The crumbling of the diffraction limit has been demonstrated in ‘‘super-resolved ensemble fluorophore microscopy’’ and ‘’superresolved single fluorophore microscopy’’ also known as targeted and stochastic read out methods, respectively [Diaspro A. 2014. Il Nuovo Saggiatore]. Starting from this point, considering important revolutions like the ones of confocal and two-photon excitation microscopy coupled to the advent of green fluorescent proteins [Diaspro A. and van Zandvoort M.A.M.J. (eds) 2016. Super-resolution Imaging in Biomedicine. CRC press], I will discuss about some converging and correlative techniques that can be used for what I like to name “the extra microscope”. The meaning is related to series of advances and new methods that allow getting information at the nanoscale or preferable at the molecular scale referring to both spatial resolution or structural information. Attention will be given to those imaging techniques that permit direct measurements of the live-cell molecular dynamics at the nanometer scale including the study of thick biological samples. An important list of converging technologies is currently under development, for example: recent advances in camera technology and real-time image processing have led to substantially improved time resolution, RESOLFT nanoscopy and the utilization of temporal information for decoding spatial information allowed super resolution at reduced beam intensities, the advent of new fluorescent molecules are providing better quantitative abilities, label free approaches in the IR, original image deconvolution processing for noise removal, in vivo imaging, new lenses and beam shapers for fast imaging. Moreover, phase methods are gaining relevance in a real multimodal context. The Extra Microscope has tunable and flexible performances depending on the biological question. It is worth noting that new correlative approaches coupling optical super resolved methods with scanning probe microscopes are providing interesting developments that will be outlined. [Chacko, J.V. et al.2013. Cytoskeleton; Monserrate, et al. 2013. ChemPhysChem; Viero G. et al. 2015 J.Cell.Biol.]. *** 55 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 SEMINAIRES Lundi 3 octobre S5 – 18h45 : Using various imaging techniques to establish a new regeneration and aging model Eric Rottinger Institute for Research on Cancer and Aging, INSERM U1081 - CNRS UMR 7284 The sea anemone Nematostella vectensis is a well-known model to study embryonic development and metazoan evolution. This marine invertebrate possesses also extraordinary regeneration capacities, as it is able to regrow missing body parts in only seven days. However, quite little is known about the morphological, cellular and molecular mechanisms underlying this fascinating biological process. In the present study, we lay down the basic framework to study oral regeneration in Nematostella vectensis. Using various imaging techniques (macrophotography, epifluorescence and confocal microscopy, cytometry etc...), we characterized in detail the morphological, cellular, and global molecular events that define specific landmarks of this process. Furthermore, we describe in vivo assays to evaluate wound healing success and the initiation of pharynx reformation. These specific landmarks as well as the tools we developed, are currently used to characterize precisely the effects of perturbation experiments on the regenerative process in Nematostella vectensis. S6 – 19h30 – Séminaire historique sur Marvin Minsky et Roger Tsien Marvin Lee Minsky, né le 9 août 1927 à New York et mort le 24 janvier 2016 à Boston1, est un scientifique américain. Il a travaillé dans le domaine des sciences cognitives et de l'intelligence artificielle. Il est également cofondateur, avec l'informaticien John McCarthy du Groupe d'intelligence artificielle du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et auteur de nombreuses publications aussi bien en intelligence artificielle qu'en philosophie comme La Société de l'Esprit (1986) Roger Y. Tsien, né le 1er février 1952 à New York, et mort le 24 août 2016, est un biochimiste et biophysicien américain d'origine chinoise, corécipiendaire du prix Nobel de chimie de 2008 avec Osamu Shimomura et Martin Chalfie *** Mardi 4 octobre S7 – 19h00 : Imaging across scales using electron and light microscopy: from protein complexes to model organisms Jan Ellenberg Cell Biology and Biophysics Unit, European Molecular Biology Laboratory (EMBL) Recent developments in imaging technologies have given us an unprecedented ability to visualize the molecular mechanisms of life from the scale of single protein complexes to whole model organisms. In this lecture I will use the examples of the nuclear pore complex and the protein network controlling cell division to illustrate how we can seamlessly cross between these scales and what we can learn from new imaging Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 56 SEMINAIRES technologies including super-resolution, correlative light electron, high-throughput and light-sheet microscopy. Essential functions of life, such as cell division, require several hundreds of proteins and the molecular machines they form to work together. Super-resolution microscopy, now allows us to understand the 3D molecular architecture of single molecular machines, such as the nuclear pore complex in situ inside the human cell. To understand how such machines are assembled, we can employ correlative light electron microscopy to stage assembly steps in a living cell and then analyze their ultrastructure. To understand how many molecular machines are orchestrated in space and time requires mapping their dynamic interactions inside cells. To this end, we have established an integrated systems microscopy workflow, combining genome editing, imaging and computational modeling to map the protein network that drives cell division in live dividing human cells. After homozygous genome editing using CRISPR/Cas9 to tag all endogenous copies of a given protein fluorescently, the subcellular concentration distribution of each protein is measured by high-throughput single molecule calibrated imaging. Computational image analysis is then used to generate a standard mitotic cell model into which the data of all imaged proteins is integrated. Machine learning-based mining of the data-driven model can map dynamic protein networks. Finally, to understand how complex essential functions such as cell division occur in the multicellular context of a whole organisms, we have developed new light-sheet microscopy technology, which for the first time allows us to follow the molecular machinery of cell division in real time in a developing mouse embryo. *** Mercredi 5 octobre 14h00 - 14h30 : EuroBioImaging ESFRI project "status quo" Jan Ellenberg EuBI PPII (preparatory phase II) Coordinator The European Research Infrastructure for Imaging Technologies in Biological and Biomedical Sciences (Euro-BioImaging, EuBI or EuBI ERIC) provides open physical user access to a broad range of state-of-the-art technologies in biological and biomedical imaging for life scientists. In addition, EuBI will offer image data support and training for infrastructure users and providers. The EuBI consists of a set of 29 geographically distributed Node Candidates (specialised imaging facilities) that can grant access to scientists from all European countries and beyond. Currently, researchers can apply to use some of 36 imaging technologies offered through Euro-BioImaging. EuBI started interim operation in May 2016 and all information about the Interim operation can be found here www.eurobioimaging-interim.eu EuBI will continuously evaluate and acquire new imaging technologies to ensure the sustained delivery of cutting-edge services. Since it started its EC-funded Preparatory Phase I in December 2010, EuBI has been broadly supported by the European research community consisting of national BioImaging chapters in 25 European countries, with over 3000 stakeholders affiliated with major European research organizations and by the official Euro-BioImaging Industry Board. Currently, the Euro-BioImaging Interim Board (IB) federates 16 member countries and the EMBL, and has created a common European 57 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 SEMINAIRES budget from voluntary national contributions to launch the EuBI European Research Infrastructure Consortium (ERIC). S8 – 18h45 : How statistics can help improve microscopy image analysis Ivo F. Sbalzarini MOSAIC Group, Center for Systems Biology Dresden Chair of Scientific Computing for Systems Biology, Faculty of Computer Science, TU Dresden & Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics, Dresden, Germany. Microscopy image data are different from the photographs or satellite imagery traditionally considered in machine vision and image processing. Biological images are often three- or even higher-dimensional, and not standardized. Moreover, they frequently only become interpretable when considering additional prior knowledge, e.g., about the labeled structures or the optics of the microscope. Here is where statistics and knowledge about the human visual system can help. We show how to formulate image segmentation and object detection as statistical inference problems, and how this allows us to systematically include prior knowledge, or models, about the images. This enables more flexible algorithms that can be customized to specific tasks by adjusting the models. It also provides us with a principled way of quantifying the accuracy and probability of the result, as well as designing models based on physics. This interdisciplinary community effort ultimately results in novel algorithms and user-friendly software. We show this in the example of fluorescence microscopy, where this approach has enabled versatile and statistically optimal segmentation algorithms, physics-based prior models, and popular open-source projects. *** Jeudi 6 octobre S9 – 18h45 : Les défis de l'innovation : introduction à la conception innovante Benoit Weil MINES ParisTech, Chair Design Theory and Methods for Innovation Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 58 CHALLENGE BIO CHALLENGE BIO Les "Challenge bio" sont une nouveauté 2016. Le principe est simple: les biologistes, en particulier ceux qui n'utilisent pas la microscopie habituellement ou qui souhaitent tester de nouvelles modalités en microscopie, peuvent proposer une problématique biologique pour laquelle ils ont besoin d'imagerie. Il n'est pas nécessaire d'avoir un a priori sur les méthodes d'imagerie (acquisition, analyse et modélisation) à mettre en œuvre. Ce sont les personnes impliquées en imagerie (acquisition, analyse et modélisation) qui pourront reconnaitre dans la problématique posée un intérêt ou un potentiel pour leur technique et proposer des expériences qui seront réalisées durant MiFoBio. L'objectif est de tirer avantage de la conjonction en un même lieu d’un plateau technologique exceptionnel et de compétences de pointe dans les diverses disciplines, pour défricher de nouvelles problématiques et ouvrir la voie à des collaborations audelà de l'école. Challenge 1 : Alexandre Bokhobza 1) Oligomérisation des protéines membranaires ORAI1 et ORAI3 2) Suivi de protéine au cours de processus de migration en TIRF Challenge 2 : Lysiane Brocard 1) Etudes à haute résolution de canaux membranaires sur des tissus chlorophylliens vivants (feuilles de plantules d’Arabidopsis thaliana). 2) Mesure de connectivité entre différentes cellules de de la pointe racinaire d’Arabidopis thaliana. Challenge 3 : Corey Butler Amélioration de la resolution par des techniques de super-résolution à base de localisation des molécules uniques autre que STORM/PALM sur cellules type HeLa/COS. Challenge 4 : Jason Ecard Étude du trafic des protéines de la membrane lysosomale utilisant le système RUSH (Retention Using Selective Hooks) par microscopie à haute résolution Challenge 5 : Clemence Simon Localiser à haute résolution les monolignols au sein du polymère de lignine dans les différentes couches de la paroi cellulaire de cellules végétales. Challenge 6 : Sebastien Jenni Evaluation du pourcentage de mort cellulaire de cellules HeLa après irradiation en biphoton d’une petite zone sur une plaque de culture mise en contact avec un agent photo-toxique activé en mode deux photons. 59 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 CHALLENGE BIO Challenge 7 : Stephane Ory Visualization during exocytosis and in real time how specific lipids and proteins associated with lipid platforms are assembled and how the sub-plasmalemmal cytoskeleton regulates the assembly and trafficking of lipid -based signalling domains. Challenge 8 : Camille Boutin Multiscale electron microscopy and super-résolution acquisition to reconstuct multiciliated cell organization Challenge 9 : David Pecqueur/Lydia Danglot Etude de l'apport des techniques de haute résolution ou autres modes d'imagerie dans l'étude du développement de différents modèles marins (oursins, ascidies, éponges, bryozoaires, annélides, polypes de méduses, éphyrules). Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 60 /MODULES AVANCES / TABLES RONDES MODULES AVANCES / TABLES RONDES Module Avancé ou Table Ronde- /-Numéro module associé ou Transversal-/-Numéro MA ou TR 61 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES Avancés MODULES AVANCES ISO 9001 ET NFX50-900 : UN OUTIL DE MANAGEMENT POUR LES PLATEFORMES Proposer/Coanimator Cecile Pouzet Anne Mazars Abstract Démontrer en quoi ces normes sont un véritable outil de management pour les plateformes en sciences du vivant. *** MICROSCOPIES AVEC LUMIERE SYNCHROTRON Proposer/Coanimator David Rousseau Bertrand Cinquin Abstract • Présenter la lumière synchrotron et les techniques d’imagerie structurales et chimiques compatibles avec l’objet biologique. De nombreuses applications allant de la cellule procaryote à la cellule eukariote jusqu’aux organes, de la cellule animale à la cellule végétale seront présentés. • Détailler la dimension multidisciplinaire de ces techniques d’imagerie en partant de la préparation de l’échantillon jusqu’à l’analyse. • Permettre aux participants d’avoir une vision plus globale des techniques d’imageries proposées par les grands instruments et leur donner les premières clefs pour s’en rapprocher et y accèder. *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 62 MODULES AVANCES DECONVOLUTION 3D Proposer/Coanimator Bruno Colicchio Orestis Faklaris Abstract Ce module avancé traitera les questions relatives à une amélioration d'image en microscopie de fluorescence par des méthodes de déconvolution classiques, et plus récentes. L'objectif de ce module est de permettre aux utilisateurs de bien comprendre les conditions d'application et les limites de telles méthodes, mais aussi de voir l'ensemble des possibilités actuelles offertes par ces méthodes. L'utilisateur de ces techniques est confronté à des choix et doit fournir des données aux logiciels de déconvolution. Une connaissance des méthodes, de l'influence des choix de paramètres et de la qualité des images de départ seront discutées. Des clés pour évaluer les résultats seront également discutées ainsi que les bonnes pratiques pour la préparation d’échantillons et la prise d'images. Dans certains cas, les conditions supposées par les méthodes de déconvolution classiques ne sont pas réunies. Quelques exemples seront exposés ainsi que les solutions et limites de l'amélioration d'images par déconvolution. L'application particulière des méthodes de déconvolution sur différents modes d’acquisition sera également discutée. Ce module s'appuiera sur l'atelier "Déconvolution 3D pour la microscopie de fluorescence" et les méthodes utilisées dans cet atelier comme exemple d'application avec des méthodes aveugles (sans PSF) et non-aveugles (avec PSF). Dans la même thématique Ateliers Déconvolution 3D pour la microscopie de fluorescence *** AU DELA DE LA METROLOGIE / BEYOND METROLOGY Proposer/Coanimator Aurélien Dauphin Damien Schapman Abstract A travers un bref rappel des outils et des protocoles de mesures métrologiques, nous verrons comment valoriser toutes ces informations et les mettre en forme afin qu'elles soient des avantages au service de la recherche en microscopie photonique. Nous 63 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 MODULES Avancés réfléchirons ensemble à travers ces thématiques pour anticiper le futur de la métrologie et les bénéfices d'un tel outil et de le transposer aux nouvelles technologies. Dans la même thématique Ateliers Métrologie : Quels outils pour quelles mesures ? Maitrise des conditions expérimentales d’imagerie photonique. Which super-Metrology tools for super-resolution microscopy? Camera Simulation Engine (Virtually test camera performance). Camera Simulation Engine (Virtually test camera performance) *** LA GESTION DES DONNEES IMAGE ET LEUR VALORISATION Proposer/Coanimator Perrine Paul-Gilloteaux Cedric Matthews Abstract Avec l’émergence des bases de données d’images, il est à présent réalisable d’ordonner l’information via l’utilisation de logiciels clefs en main comme OMERO, BISQUE, OpenImadis, OpenBis,... Cependant la mise en place de ces bases fait appel à plusieurs éléments clefs qui seront développés dans ce module avancé: La définition des besoins et leur projection à moyen et long terme, et la définition du périmètre concerné La réflexion autour du support physique, en lien avec l'architecture existante La méthode de classement de l’information, l’annotation qui lui donne de la pertinence et l’inscrit dans un environnement scientifique et technique. En un mot, sans annotation, ou d’indexation, la base de données image n’a aucune utilité. Le choix du partage de ces données et notamment leur valorisation ou publication dans des bases à visibilité publique. Keywords Base de données, annotations, traitement et gestion des images *** IMAGERIE DES ORGANISMES MARINS: DEFIS ET INTERETS Proposer/Coanimator Nathalie Turque Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 64 TABLES RONDES TABLES RONDES CULTURES CELLULAIRES CONTROLEES: MICROPATTERNING, BIOPRINTING ET APPROCHES ALTERNATIVES POUR CONTROLER IN VITRO LE PHENOTYPE, LE DEVELOPPEMENT DES CELLULES ET LEUR ENVIRONNEMENT. Proposer/Coanimator Steven Nedellec Pierre-Olivier Strale Abstract Le but de cette table ronde est de mettre en commun les connaissances/expériences de chacun pour répondre aux questions/problèmes sur le contrôle des cultures cellulaires, permettre à l'expérimentateur d'influer de manière reproductible sur différents aspects phénotypiques ou sur les interactions entre différents types cellulaires, Il existe plusieurs approches très différentes et parfois complémentaires qu'une table ronde permettrait de confronter via l'expériences des différents utilisateurs et développeurs de telles techniques. *** CHOIX DES FLUOROCHROMES EN MICROSCOPIE DE SUPER-RESOLUTION STED Proposer/Coanimator Sophie Allart Patrice Mascalchi Abstract La technique de microscopie de super-résolution par Depletion STimulée de l’Emission (STED) est aujourd’hui largement répandue sur les plateformes de recherche, en particulier par le biais des systèmes commerciaux. Même s’il existe aujourd’hui une longue liste de fluorochromes et de protéines fluorescentes adaptés à cette technologie, il est assez difficile de choisir un seul fluorophore ou une combinaison d'entre eux à partir de sources bibliographiques comparatives. Ainsi, le but de notre table ronde est d'amener les utilisateurs de STED à discuter de leur expérience des diverses stratégies de coloration. Cette discussion sera structurée autour de différents thèmes: les meilleurs fluorochromes en fonction de la raie de déplétion, les meilleures combinaisons de fluorochromes pour une ou plusieurs raies de déplétion, les fluorochromes pour l’imagerie dynamique en STED, ou pour l’excitation à deux photons en STED. Pour cela, nous utiliserons des données issues de publications scientifiques ou du retour d’expérience des organisateurs de la table ronde ou des participants. Le but de cette table ronde est que toutes ces informations sur les molécules fluorescentes appropriées pour des expériences STED, recueillies avant et pendant la table ronde, soient disponibles en ligne sous forme de tableau (MiFoBio et / ou site web RTMFM). 65 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 TABLES Rondes *** PREPARATION D’ECHANTILLONS POUR LA MICROSCOPIE DE SUPERRESOLUTION DSTORM Proposer/Coanimator Béatrice Durel Nicolas Bourg Abstract - Comment préparer les cellules (fixation, saturation, densité de marquage..) pour la microscopie STORM afin d’obtenir des images reconstruites non parasitées pas du signal non spécifique ? - Choix du fluorophore, de la sonde de marquage, efficacité de clignotement… - Comment optimiser le clignotement des fluorophores pour optimiser la reconstruction? (tampons, puissance laser, réglage/alignement optique, algorithme et paramètres de détection et super-localisation…) - Comparaison des différents tampons (efficacité en fonction des fluorophores) : ressenti des utilisateurs - Quel logiciel de reconstruction libre est le plus efficace ? Discussion sur le ressenti des utilisateurs *** L'IMPRESSION 3D AUTOUR DE LA MICROSCOPIE Proposer/Coanimator Brice Detailleur Ludovic Leconte Abstract Quels sont les besoins ? Où héberger et comment structurer la base de données ? Comment alimenter et gérer les données ? *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 66 TABLES RONDES DES INSTRUMENTS ET DES HOMMES Proposer/Coanimator Cedric Matthews Isnardon Daniel Abstract Pour donner suite au séminaire donné par Bernard Stiegler lors de Mifobio 2014, nous proposons une table ronde dont le sujet portera principalement sur la relation entre l’instrument scientifique et l’opérateur scientifique. Cette table ronde introduira dans un premier temps le cadre de fonctionnement d’une plateforme de l’échelle locale au niveau nationale tout en la repositionnant dans l’environnement de l’économie de la connaissance. Là, seront posées les questions du surinvestissement technique, de l’obsolescence instrumentale et des savoirs techniques. Dans un deuxième temps nous verrons comment l’équilibre dans la relation instrument-opérateur est critique et participe au bon relationnel entre les hommes mais aussi dans la relation à soi-même. Dans ce cadre, nous évoquerons l’équilibre entre les vecteurs de la motivation et de la démotivation qui font qu’un développement technique ou qu’une expérience scientifique peuvent aboutir. Nous nous demanderons si la technique peut être défaillante car l’humain est défaillant dans sa relation à l’autre et ou à son propre savoir ? Quelle est la part de prolétarisation de notre connaissance, de notre savoir technique qu’il est raisonnable de déléguer à un instrument automatisé ? Ces réflexions seront faites (1) pour éclairer ce que pourrait être un plan de carrière de personnels embarqués sur les plateformes scientifiques, (2) proposer des indicateurs de fonctionnement d’une plateforme intégrant une dimension humaine. *** BIO IMAGE ANALYSTS: A NEW JOB Proposer/Coanimator Perrine Paul-Gilloteaux Fabrice Cordelières Abstract Bio Image Analysts have recently emerged in various research institutions but these experts are still not well recognised in the Life Science community. They are specialised in customising image analysis workflows by assembling and automating multiple computational tools, and by interacting with software developers and life Scientists to facilitate image analysis in life science projects in microscopy. The purpose of the round table is to present this community and refine this new job definition based on the feedback from the participants, to discuss how the community can be enlarged, and to define their needs, but also their place between developpers and life scientists and how it can be reflected in the organization of a microscopy facility as a service. Keywords Bio image analysis, community, image processing, facility organization 67 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 TABLES Rondes *** LES LOGICIELS POUR LE DEVELOPPEMENT ET LE TRANSFERT DE PROTOTYPE Proposer/Coanimator Marc Tramier Rémy Flores-flores Abstract Les prototypes innovants développés pour la microscopie fonctionnelle pour la biologie sont valorisés grâce à leurs utilisations par des chercheurs souvent non-avertis en ingénierie ou physique. Ils doivent ainsi se doter d’une interface d’acquisition ergonomique et facilement utilisable. Le développement d’une telle interface est difficile et long à mettre en œuvre avec les logiciels habituellement utilisés lors du développement en microscopie. Profitant de la présence à MiFoBio de nombreux développeurs et microscopes « fait-maison », la table ronde va revenir sur les solutions logicielles existantes et les expériences des développeurs ayant fait face à cette problématique. *** TRANSFERT TECHNOLOGIQUE EN MICROSCOPIE PHOTONIQUE POUR LA BIOLOGIE EN MILLIEU ACADEMIQUE : LES VERROUS Proposer/Coanimator Sandrine Lecart Caroline Clerte Abstract Cette table ronde a pour but de recenser la communauté qui s’implique dans le transfert technologique, et aussi qui utilise des systèmes « home made » et de réfléchir ensemble sur les manières, les procédures, les savoirs faire, les expériences, les problèmes et les solutions que pose le transfert technologique en milieu académique. *** REPOSITIONNEMENT ET RELOCALISATION EN MICROSCOPIE CORRELATIVE Proposer/Coanimator Astrid Canivet Adeline Mallet Abstract Lors de cette table ronde, nous proposons de discuter sur les différentes méthodes homemade et commerciales pour la relocalisation : cela va de la préparation de l’échantillon afin qu’il soit optimal pour toutes les techniques utilisées, à l’acquisition et au traitement des images acquises. Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 68 TABLES RONDES Nous ferons tout d’abord un retour sous forme de présentation sur les astuces obtenues lors de la journée thématique organisée en juin 2016 organisée par le Groupe de Travail relocalisation/repositionnement. Nous parlerons ensuite des solutions commerciales existantes. Ensuite, la table ronde sera une discussion ouverte avec les participants afin d’échanger sur leurs habitudes. *** 69 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 BAR à images BAR A IMAGES Bienvenue au Bar à Images ! Alexandre Dufour, Institut Pasteur, Paris [email protected] Avez-vous des questions ou besoins en analyse d’images ? Avez-vous ou envisagez-vous d’acquérir une quantité importante d’images dans le but de les analyser quantitativement ? Souhaiteriez-vous un (ou plusieurs) avis d’experts avant de vous lancer ? Le bar à images est fait pour vous ! Pour MiFoBio 2016, le bar à images évolue. Plusieurs créneaux ont été réservés durant la semaine, et vous proposent un format libre de type “portes ouvertes” : en vous y inscrivant, vous avez la possibilité de discuter avec un groupe d’“experts”, chacun spécialisé dans leur domaine, sur tout ce qui traite de l’utilisation des logiciels et algorithmes de visualisation et d’analyse d’images. Ces discussions se feront soit en tête à tête, soit en petits groupes, en fonction des besoins des participants et des compétences des animateurs présents à chaque créneau. Vous pouvez également apporter vos propres images pour rendre les discussions plus concrètes et productives. A la fin de chaque créneau, un résumé des différents éléments discutés sera consigné dans un carnet de bord qui sera utile aux autres participants de MiFoBio. Welcome to the Image Bar! Do you have questions or needs in image analysis? Are you planning to acquire a large quantity of image data destined to be analysed quantitatively? Would you like the advice of one (or more) experts before you start? The Image Bar is the place to be! For MiFoBio 2016, the Image Bar takes a new format. Several slots have been booked during the week, offering you a flexible “open desk”-like format: by registering, you have the possibility to discuss your needs with a group of “experts”, each specialised in their own domain, about anything related to the use software and algorithms to visualise and quantify imaging data. This discussions will take place either on a one-to-one or minigroup basis, depending on the needs of the participants and the skill sets brought by the experts present in each slot. You may also bring your own image data to make the discussions more concrete and productive. Finally, at the end of each slot, a brief summary of the various discussed points will be collected into a notebook that will be useful to other participants of MiFoBio. *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 70 PLANNING ATELIERS PLANNING ATELIERS 71 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 PLANNING ATELIERS PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 21:30 23:30 14:30 16:30 A4 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Hall 3D Structured Illumination Microscopy: From the sample preparation to the quality control (Mateos langerak) Hall A3 Hall "Culture cellulaire et transfection pour les nonbiologistes" (Muriaux) 21:30 23:30 Soulé A2 16:45 18:45 Thu 06 Oct 72 14:30 16:30 16:45 18:45 Pala 16:45 18:45 Wed 05 Oct Pala 14:30 16:30 Tue 04 Oct A1 Soulé Photoconversion in the whole zebrafish embryo, pros and cons for the study of haematopoiesis (Lancino) Utilisation de la microscopie de seconde harmonique pour l'étude de l'organisation du collagène au sein d'un tissu synthétisé par des cellules en culture (Marais) 14:30 16:30 culture cellulaire N°atelier Mon 03 Oct culture cellulaire Workshop Sun 02 Oct PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct A5 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 Athos Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 D'Artagnan D'Artagnan Aramis A9 21:30 23:30 D'Artagnan Correlative Light Electron Microscopy Image and Volume Registration (Paulgilloteaux) Aramis A8 16:45 18:45 Thu 06 Oct Aramis Analyse spatiale pour la microscopie de fluorescence en deux canaux (Gilles & Contremoulins) D'Artagnan A7 14:30 16:30 Wed 05 Oct Athos A6 Analyse d'images en biologie végétale, approches par morphologie mathématique (Legland & Prigent) 73 21:30 23:30 Tue 04 Oct Soulé 14:30 16:30 Mon 03 Oct Trinquet A second-generation FRET biosensor of Aurora A to follow the activation of the endogenous kinase throughout the cell cycle. (Bertolin & Sizaire) Adaptive biology: Minimization of refractive index mismatch to improve axial resolution and transparency (Bolte & Lam) N°atelier Soulé Workshop Sun 02 Oct 16:45 18:45 PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct Evaluation de l'effet cytostatique d'agents chimiothérapeutiques sur de multiples lignées tumorales par microscopie à semi-haut débit (Twyffels) A13 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Trinquet A12 14:30 16:30 Chistera Dynamique et nano-ablation des microtubules (Georget) 21:30 23:30 Trinquet A11 16:45 18:45 Wed 05 Oct Ramutcho De l’imagerie de fluorescence ex-vivo, à l’in vivo sur modèles murins : imagerie intra-vitale haute résolution et photoconversion. (Salomé desnoulez & Laplace-builhe) 14:30 16:30 Chistera A10 21:30 23:30 Ramutcho De l’acquisition à l’analyse des données de PALM sur bactéries vivantes (Le bars & Besse) 14:30 16:30 Tue 04 Oct Soulé N°atelier Mon 03 Oct Soulé Workshop Sun 02 Oct Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 74 Thu 06 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct Workshop N°atelier 14:30 16:30 A16 Soulé Imagerie dynamique et photoablation de cystes des cellules des mammifères. (Gurchenkov & Recher) A17 Pala 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 Ramutcho Soulé 75 16:45 18:45 Thu 06 Oct Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Pala Imagerie de cerveaux de rongeur clarifiés par microscopie à feuillet de lumière (Michel) 14:30 16:30 Wed 05 Oct Ramutcho A15 21:30 23:30 Tue 04 Oct Athos Image Correlation Spectroscopy: dynamics and oligomerization of Paxilin in live cells by RICS and N&B (Digman) 16:45 18:45 Mon 03 Oct Athos A14 14:30 16:30 Athos From Confocal to STED microcopy: Why? How? and beyond. (Camille) 21:30 23:30 Sun 02 Oct 14:30 16:30 16:45 18:45 PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct Workshop N°atelier 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Mon 03 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Tue 04 Oct 21:30 23:30 Wed 05 Oct 14:30 16:30 Pala Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 76 Hall Chistera Chistera A20 Thu 06 Oct Athos Hall A19 A21 16:45 18:45 Athos A18 Pala Intelligent microscopy : Automatisation et optimisation d'acquisition de données par couplage entre acquisition et analyse d'images (feedback microscopy) (De rossi & Sarrazin) L’imagerie moyen débit par scanner de lames : étude de l’évolution d’une bactérie pathogène en symbiotique dans les plantes. (Pouzet) Measure of surface protein mobility on live cell with upaint technique (Hosy & Compans) Measurement of viscoelastic membrane properties in living tissues after laser microablation (Clément & Dutertresioen) 14:30 16:30 Sun 02 Oct PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct 14:30 16:30 16:45 18:45 A22 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 A23 14:30 16:30 16:45 18:45 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Trinquet Ramutcho A25 21:30 23:30 Soulé A24 16:45 18:45 Thu 06 Oct Soulé Soulé 77 21:30 23:30 Wed 05 Oct Soulé Mesure de changements de viscosité de la membrane plasmique de cellules végétales en réponse à un stress biotique par FLIM. (Waharte & Noirot) Mesure de la diffusion dans les biofilms bactériens grâce à la technique de FRAP en microscopie confocale. (Canette & Waharte) Mesure de l’impact du remodelage de la chromatine aux sites de cassure sur la diffusion des protéines par micro-irradiation laser, (Dutertre-sioen & Clément) Méthodes d’études de la dynamique dans la cellule par photo-conversion ou FRAP : avantages et limites (Abélanet & Baudin) 14:30 16:30 Tue 04 Oct Trinquet N°atelier Mon 03 Oct Trinquet Workshop Sun 02 Oct PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct Workshop N°atelier 14:30 16:30 16:45 18:45 16:45 18:45 21:30 23:30 Wed 05 Oct 14:30 16:30 16:45 18:45 Thu 06 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 Trinquet Sauna Douche Trinquet Trinquet Chistera Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Ramutcho Ramutcho A29 14:30 16:30 Trinquet & Chistera A28 21:30 23:30 Tue 04 Oct Sauna Douche A27 Chistera Microscope modulaire à feuille de lumière et nouvelles sondes biocompatibles pour l'étude de la morphogénèse du poisson-zèbre (Ortiz & Rausch) Observation de la dynamique d’une protéine de réparation de l’ADN chez la levure par la technique sptPALM (Guedj) Organisation spatiale des signaux de mort/survie dans le cœur de souris après ischémie-reperfusion : clarification d’organe et microscopie en feuille de lumière. (Bidaux & Durandterrasson) A26 21:30 23:30 Mon 03 Oct Trinquet Métrologie : Quels outils pour quelles mesures ? (Frere & Dauphin) 14:30 16:30 Sun 02 Oct 78 16:45 18:45 PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct Workshop N°atelier 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Thu 06 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 Ramutcho Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Chistera A33 14:30 16:30 Chistera 79 A32 21:30 23:30 Ramutcho Révélation de souspopulations cellulaires dans l’intestin grêle et séparation d’auto-fluorescence de tissus par imagerie confocale spectrale à 10 couleurs (Mailfert & Fallet) SHG/THG pour le tracking de nanoparticules harmoniques à l’échelle subcellulaire et tissulaire, thérapie cellulaire myopathie de Duchenne. (Dubreil & Lovo) 16:45 18:45 Wed 05 Oct Aramis A31 14:30 16:30 Tue 04 Oct Ramutcho Recalage rapide d’images multivues en microscopie à feuille de lumière (Rousseau) 21:30 23:30 Mon 03 Oct D'Artagnan A30 Ramutcho Programmation graphique et scripting avec Icy (Dallongeville & Dufour) 14:30 16:30 Sun 02 Oct 16:45 18:45 PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct Workshop N°atelier 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Trinquet Pala Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 D'Artagna n Aramis A37 14:30 16:30 Trinquet Pala A36 Trinquet Pala The mechanical identity of cells at the shoot apical meristem in Arabidopsis, using combination of AFM, Confocal imaging and Nanoindentation plugin (Dubrulle) Utilisation des opérateurs différentiels pour la segmentation d'images (Fertin & Usson) 21:30 23:30 Gouffy A35 16:45 18:45 Wed 05 Oct Athos Suivi de protéines fluorescentes en Time Lapse chez la bactérie (E. coli) (Cantaloube & Rech) 14:30 16:30 Tue 04 Oct Gouffy A34 21:30 23:30 Mon 03 Oct Athos Stratégies d’optimisation en nanoscopie STED (Schapman & Bénard) 14:30 16:30 Sun 02 Oct 80 Thu 06 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct Workshop N°atelier 14:30 16:30 16:45 18:45 Mon 03 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 Wed 05 Oct 14:30 16:30 Gouffy Gouffy Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Trinquet Trinquet A41 14:30 16:30 16:45 18:45 Sauna Douche Soulé A40 21:30 23:30 Galipot Arrière salle Galipot Arrière salle A39 16:45 18:45 Thu 06 Oct Sauna Douche Sauna Douche A38 A42 Tue 04 Oct Soulé 81 21:30 23:30 Gouffy 3D high and super-resolution imaging of biological samples using a single-objective Selective Plane Illumination Microscope (Galland & Sibarita) 3D-Imaging of biological samples with light sheet fluorescence microscopy: assembly, calibration and acquisition (Girard & Blanc) Analyse spatio-temporelle en cellule vivante par corrélation d'image de temps de vie (Le nézet & Gonzalez pisfil) Bringing High-Throughput into an Innovative Super Resolution imaging system to evaluate immuno-modulatory Biologics (Casse) Chauffage par laser IR provoquant l’expression d’un gène de manière locale dans l’embryon de C.elegans. (Chardes & Castellani) 14:30 16:30 Sun 02 Oct PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct Workshop N°atelier 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Chistera Aramis Entrée restaurant gauche Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Trinquet A47 21:30 23:30 Thu 06 Oct Chistera High-throughput single-DNA molecule microscopy using automated micropatterning (Salome) 16:45 18:45 Wed 05 Oct Entrée restaurant gauche A46 14:30 16:30 D'Artagnan High speed life imaging using FPGA synchronisation (Mateos langerak) 21:30 23:30 Chistera A45 16:45 18:45 Tue 04 Oct Chistera Déconvolution 3D pour la microscopie de fluorescence (Soulez & Thiébaut) Trinquet A44 14:30 16:30 Chistera Counting proteins within complexes by single-molecule localization microscopy (Beaudouin & Bourgeois) Entrée restaurant gauche A43 21:30 23:30 Mon 03 Oct Trinquet Correlative imaging : From confocal microscopy to high resolution (SIM) (Sengmanivong & Sikora) 14:30 16:30 Sun 02 Oct 82 PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct Workshop N°atelier 21:30 23:30 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Thu 06 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Hall Entrée restaurant gauche Chistera Gouffy Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Athos Athos A52 16:45 18:45 Wed 05 Oct Chistera A50 A51 14:30 16:30 Tue 04 Oct Hall A49 Gouffy 83 16:45 18:45 Athos Localisation axiale en nanoscopie de fluorescence (Cabriel & Dupuis) 14:30 16:30 A48 Athos Imagerie mutiphotonique appliquée à l’étude du trafic intracellulaire in vivo : effet du microenvironnement sur la localisation d’endosomes. (Irondelle & Simon) Imaging whole zebrafish specimen after CLARITY transparization (Affaticati) 21:30 23:30 Mon 03 Oct Entrée restaurant gauche imagerie à feuille de lumière multivue et confocale avec le MuVI SPIM (De rossi & Georget) Imagerie de retardance optique d’échantillons biologiques sans marquage par microscopie de phase quantitative résolue en polarisation (Savatier) 14:30 16:30 Sun 02 Oct PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct Workshop N°atelier 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 16:45 18:45 21:30 23:30 Wed 05 Oct 14:30 16:30 16:45 18:45 Thu 06 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Soulé Gouffy Sauna Douche Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Soulé Soulé A56 14:30 16:30 Sauna Douche A55 21:30 23:30 Tue 04 Oct Soulé A53 A54 Mon 03 Oct Gouffy Mesures de FCS et analyse anomale in vivo : vers une compréhension de la dynamique, et fonctionnalité des complexes de régulation de la transcription (Gonzalez pisfil & Le nézet) Micro/nanoscopie de fluorescence basée sur la collection de l’émission super-critique par un objectif à très grande ouverture numérique (Bourg & Jouchet) Microscope modulaire à feuille de lumière et nouvelles sondes biocompatibles pour l'étude de la morphogénèse du poisson-zèbre (Dumont & Bruneau) Microscopie Multiphotonique In-Situ et Tissus Clarifiés (Guilbert & Drouet) 14:30 16:30 Sun 02 Oct 84 PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct 21:30 23:30 Multiple Optical Traps: an easy-to-use module (Girard & Mehidi) A57 Gouffy New developments for multiplexed observation in fluorescence microscopy (Le saux & Gautier) A58 Périphériques connectés: réalisation et pilotage depuis Micro-Manager (Mutterer & Rouviere) A59 Tente 1 Pilotage Optimal en Microscopie Multidimensionnelle (Tramier & Otmane) A60 Galipot Arrière salle 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 Wed 05 Oct 14:30 16:30 Tente 1 Galipot Arrière salle 85 14:30 16:30 Tue 04 Oct Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 16:45 18:45 Thu 06 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Entrée restaurant gauche 14:30 16:30 Mon 03 Oct Entrée restaurant gauche N°atelier Gouffy Workshop Sun 02 Oct PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct A62 Protrusion Force Microscopy (Poincloux & Bouissou) A63 Recalage tridimensionnel X, Y, Z en nanoscopie. (Mangeat & Bon) A64 Reconstruction et modélisation statistique de distributions spatiales 3D avec le logiciel Free-D (Biot & Andrey) A65 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 Gouffy Gouffy Pala Entrée restaurant gauche Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Aramis Printing protein micropatterns for cellular imaging (Studer & Strale) 16:45 18:45 Thu 06 Oct Entrée restaurant gauche A61 Pala 14:30 16:30 Wed 05 Oct D'Artagnan Préparer un embryoïde cellulaire humain pour l’imagerie rapide, inclusion en capsule d’hydrogel (Alessandri & Guiot) Gouffy 21:30 23:30 Tue 04 Oct Athos 14:30 16:30 Mon 03 Oct Athos N°atelier Athos Workshop Sun 02 Oct 86 14:30 16:30 16:45 18:45 PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct 16:45 18:45 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 restaurant gauche 87 14:30 16:30 restaurant gauche A69 21:30 23:30 Thu 06 Oct Hall Comment générer du contraste sur n'importe quel microscope sans avoir recours à la fluorescence? De l'illumination oblique jusqu'à l'imagerie de phase quantitative. (Bon & Linarès) 16:45 18:45 Entrée restaurant gauche A68 14:30 16:30 Chistera Temperature microscopy in living cells (Baffou & Robert) 21:30 23:30 Wed 05 Oct restaurant gauche A67 16:45 18:45 restaurant gauche Super-résolution 3D par imagerie de phase en fluorescence (Bon & Linarès) 14:30 16:30 Tue 04 Oct Chistera A66 21:30 23:30 Mon 03 Oct Entrée restaurant gauche Super Resolution SIM et Micro Patterning (Nedellec & Hulin) 14:30 16:30 Entrée restaurant gauche N°atelier Entrée restaurant gauche Workshop Sun 02 Oct PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct Could elasticity difference be measure on nucleus? (Dubrulle) A71 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Sauna Douche A73 16:45 18:45 Wed 05 Oct Athos A72 Sauna Douche Deciphering lipid droplet biogenesis with live STED in plant tissues. (Mascalchi & Brocard) Découverte d'une technique d'imagerie sans marquage : la microscopie tomographie diffractive (Debailleul & Simon) 14:30 16:30 Tue 04 Oct Pala A70 21:30 23:30 Pala Coordinate-based quantification of singlemolecule localization microscopy data. (Levet & Beghin) 14:30 16:30 D'Artagnan N°atelier Mon 03 Oct Aramis Workshop Sun 02 Oct Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 88 Thu 06 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Pala A75 Soulé A76 16:45 18:45 Thu 06 Oct Entrée restaurant gauche 16:45 18:45 Pala Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Aramis A77 Aramis 89 14:30 16:30 A74 Athos Exploring multiple color 3D STORM microscopy. (Danglot & Piolot) Imag’in Adult Brain network: comment concilier résolution et profondeur pour une analyse 3D ? (Danglot & Dufour) Impression 3D pour la biologie et ses systèmes d'acquisition (Detailleur & Leconte) 21:30 23:30 Wed 05 Oct Entrée restaurant gauche Dispositif de contrôle de front d’onde ultra rapide pour focaliser dans des milieux diffusants biologiques (Blochet) 14:30 16:30 Tue 04 Oct Entrée restaurant gauche N°atelier Mon 03 Oct Entrée restaurant gauche Workshop Sun 02 Oct PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 Wed 05 Oct 14:30 16:30 Thu 06 Oct 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 Chistera In toto imaging of developing embryos by SPIM (PhaseVIew upright microscope or Leica inverted microscope) or horizontal 2-photon LSM (LavisionBiotech) (Peyrieras) Induction of micropattern of biological activity by highresolution optogenetic control through a DMD module. (Destaing) 14:30 16:30 Tue 04 Oct Chistera N°atelier Mon 03 Oct Chistera Workshop Sun 02 Oct 16:45 18:45 A78 A79 Gouffy Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Soulé A82 Athos Maitrise des conditions expérimentales d’imagerie photonique (Geny & Schapman) Pala A81 Gouffy LEGOLish Learning Light Sheet microscopy playing with LEGOs (Andilla) Chistera A80 Gouffy Le pointillisme: état des lieux (Durel & Bourdoncle) 90 PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct A83 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 Wed 05 Oct 14:30 16:30 14:30 16:30 16:45 18:45 Sauna Douche Gouffy Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Aramis A86 21:30 23:30 D'Artagnan Time-gated microscopy used to resolve terbium to quantum dot FRET in cells (Cardoso dos santos & Hildebrandt) Gouffy A85 16:45 18:45 Thu 06 Oct Sauna Douche A84 Spatial distribution analysis of 3D intracellular events (Pécot & Kervrann) 91 21:30 23:30 Tue 04 Oct Trinquet & Ramutcho 14:30 16:30 Mon 03 Oct Trinquet & Ramutcho Microscopie confocale de réflexion couplée à la fluorescence pour étudier l'interaction de cellules avec la surface de matériaux opaques et/ou structurés (Petithory & Pieuchot) Pilotage d'une source multiLED et application à une sonde photo-inductible: Cry2-CIBN (Schaub & Gesson) N°atelier Trinquet & Ramutcho Workshop Sun 02 Oct PLANNING ATELIERS Sat 01 Oct 14:30 16:30 16:45 18:45 21:30 23:30 16:45 18:45 21:30 23:30 Wed 05 Oct 14:30 16:30 16:45 18:45 14:30 16:30 16:45 18:45 D'Artagnan Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 Athos Athos A90 21:30 23:30 D'Artagnan Aramis A89 Thu 06 Oct Athos Athos A88 A91 14:30 16:30 Tue 04 Oct Pala A87 Athos Atelier approche théorique Camera Simulation Engine (Virtually test camera performance) (Flores-flores) Atelier approche théorique FluoSim: Single molecule dynamics simulator for live cell fluorescence imaging and super-resolution microscopy (Thoumine & Lagardère) Atelier approche théorique La microscopie STED : de la préparation à la super résolution (Goudin & Lebreton) Atelier approche théorique Simulation et analyse de trajectoires intracellulaires ou membranaires (Berry & Favard) 21:30 23:30 Mon 03 Oct Chistera Which super-Metrology tools for super-resolution microscopy ? (Faklaris & Fiche) 14:30 16:30 D'Artagnan N°atelier Aramis Workshop Sun 02 Oct 92 FICHES DESCRIPTIVES DES ATELIERS L'organisation des ateliers de MiFoBio est un point particulièrement lourd dans la mise en place de l'école. Nous tenons à exprimer nos remerciements les plus chaleureux au groupe de planification et de mise en place des ateliers (Fabrice Cordelières, Sandrine Lécart et Christine Terryn), à Tristan Piolot pour la coordination avec nos partenaires industriels, et à Cédric Matthews pour la mise en place des contrats associés. Merci aussi à Julien Savatier (CO2) et Christophe Chamot (salles informatiques). Enfin, n'oublions pas Didier Décimo et Karine Monier pour la mise en place de l'infrastructure de culture cellulaire et animale. *** A1 - PHOTOCONVERSION IN THE WHOLE ZEBRAFISH EMBRYO, PROS AND CONS FOR THE STUDY OF HAEMATOPOIESIS Proposer Mylène Lancino Abstract Determining the precise history of each cell in an organism constitutes one of the major challenges in developmental biology. Thanks to its transparency, the zebrafish embryo has become an excellent model to study embryonic development using in vivo microscopy. It enables, in fact, the direct observation of cell behaviour and migration through the whole embryo. Using zebrafish transgenic lines expressing photoconvertible proteins under cell type-specific promoters, it is possible to follow a pool of cells or even a single cell at the whole organism level. This workshop aims at highlighting strengths and limitations of photoconversion in live zebrafish embryos, and to perform cell tracking and morphogenesis studies. Using photoconversion labelling, I will track those Hematopoietic Stem Cells (HSCs) that emerge from the dorsal aorta and migrate to different hematopoietic niches. I also plan to study vasculature rearrangment of the dorsal aorta that results from HSCs emergence. Keywords Photoconversion, Zebrafish, in vivo, whole organism, cell tracking, development, Hematopoietic Stem Cells *** 93 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A2 - UTILISATION DE LA MICROSCOPIE DE SECONDE HARMONIQUE POUR L'ETUDE DE L'ORGANISATION DU COLLAGENE AU SEIN D'UN TISSU SYNTHETISE PAR DES CELLULES EN CULTURE Proposer Sébastien Marais Abstract La fabrication de greffons vasculaires de petit diamètre est l’un des axes d’amélioration des thérapies des maladies cardiovasculaires. La matrice extracellulaire synthétisée par les cellules in vitro (CAM), majoritairement constitué de collagène, est un matériau unique qui peut avoir une résistance mécanique remarquable. Le but est d’utiliser ces CAM pour produire des vaisseaux de petit diamètre ayant des pressions d’éclatement similaires aux vaisseaux humains natifs, sans structure exogène. Ainsi les CAM sont découpées pour permettre l'obtention de fils de matrice extracellulaire qui seront tissés circulairement afin d'obtenir un tube entièrement biologique qui servira de greffon vasculaire. L’utilisation de la SHG pour ce projet permet d’étudier avec précision l’orientation des fibres de collagène au sein du feuillet, leur éventuelle structuration sous forme de complexes à l’échelle du matériau entier et d’étudier leur réorganisation en fonction de la forme donnée au greffon. Keywords SHG, collagène, greffon, vaisseau *** A3 - "CULTURE CELLULAIRE ET TRANSFECTION POUR LES NON-BIOLOGISTES" Proposer Delphine Muriaux Abstract L’atelier « culture cellulaire et transfection d’ADN plasmidique » a pour but de montrer au moins deux techniques de transfection d’ADN plasmidique exprimant des protéines fluorescentes dans les cellules eucaryotes afin d’apprendre au physiciens/chimistes (ect…) les bases de la culture cellulaire et de la transfection de plasmides exprimant des protéines fluorescentes en biologie cellulaire pour observation ensuite des cellules fluorescentes en microscopie de fluorescence et applicables à tout atelier de microscopie avancée. La culture cellulaire comprendra: passage des cellules, comptages, culture, adhésion sur des supports pour microscopie. La transfection comprendra: transfection chimique ou électroporation des cellules adhérentes ou en suspension. L'observation des cellules et reconnaissance des différents compartiments cellulaires à l'aide des marqueurs (protéines fluorescentes) pour noyau, membranes, endosomes, vacuoles ... Keywords Culture cellulaire ; transfection ; ADN plasmidique ; cellules eucaryotes ; protéines fluorescentes Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 94 *** A4 - 3D STRUCTURED ILLUMINATION MICROSCOPY: FROM THE SAMPLE PREPARATION TO THE QUALITY CONTROL Proposer Julio Mateos langerak Abstract 3D Structured Illumination Microscopy (3D-SIM) is, while offering a modest 8 fold volumetric improvement of the resolution, probably the most versatile technique of super-resolution available. It offers easy implementation, fast acquisition times and a broad spectrum of labelling possibilities. On its down side, due to the mathematical processing behind the scenes, this technique is sensible to artifacts arising from poor system alignment, reconstruction configuration, acquisition procedures or just the limitations of the technique itself. In this workshop we will walk the attendees through the A, B and C of 3D-SIM. What are the sample requirements and how to meet those? What are the key points to acquire high quality images? How to verify the quality of the reconstructions? We will use a set of typical fluorescently labelled samples. Keywords 3D Structured Illumination Microscopy, Super-resolution microscopy, Fluorescence microscopy *** A5 - A SECOND-GENERATION FRET BIOSENSOR OF AURORA A TO FOLLOW THE ACTIVATION OF THE ENDOGENOUS KINASE THROUGHOUT THE CELL CYCLE. Proposer/Coanimator Giulia Bertolin Florian Sizaire Abstract The workshop aims at presenting a second-generation FRET biosensor to measure the conformational changes of a protein kinase involved in cell cycle regulation, Aurora A. The workshop will be divided in two parts. First, we will follow the activation of the Aurora A kinase biosensor in vitro. To this end, the purified biosensor and its kinase-dead variant will be subjected to dephosphorylation and re-phosphorylation reactions directly under the microscope to monitor the conformational changes of Aurora A over time. These observations will allow to correlate the conformational changes of the biosensor and its post-translational modification by phosphorylation. Second, we will observe the activation of the biosensor expressed at endogenous levels in living cells, and at selected subcellular compartments (centrosomes, the mitotic spindle). In addition, synchronization of cells by pharmacological means will be used to compare the activation of the biosensor in selected cell cycle phases. Keywords FRET, biosensors FLIM, protein kinase, in vitro, cell cycle, endogenous expression levels. *** 95 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A6 - ADAPTIVE BIOLOGY: MINIMIZATION OF REFRACTIVE INDEX MISMATCH TO IMPROVE AXIAL RESOLUTION AND TRANSPARENCY AND IN CONFOCAL AND MULTIPHOTON IMAGING Proposer/Coanimator Susanne Bolte France Lam Abstract We have recently shown that refractive index matching improves the axial resolution in mouse brain sections (1). An interesting side effect of some of the mounting media we use for index matching, is their capacity to render tissue completely transparent. On this basis, we developed a workflow for the optimisation of sample preparation and data treatment. With this workflow, we improve considerably the depth penetration, the lateral and axial resolution in imaging of small embryos and organs (mouse, zebrafish, chicken). The aim of the workshop is show an easy protocol for the transparisation of the biological samples in comparison to the iDISCO approach. We show subsequently how to optimise image acquisition and data treatment (deconvolution). Our workflow allows obtaining a 1,5 to 2-fold increase of resolution in x, y and z and a depth penetration of 100 µm in conventional confocal microscopy. (1) C. Fouquet, J.-F. Gilles… and S. Bolte (2015), PLOS ONE Keywords Axial resolution improvement, refractive index matching, transparency, deconvolution *** A7 - ANALYSE D'IMAGES EN BIOLOGIE VEGETALE, APPROCHES PAR MORPHOLOGIE MATHEMATIQUE SOUS IMAGEJ Proposer/Coanimator David Legland Sylvain Prigent Abstract La morphologie mathématique est une famille d'outils particulièrement performants pour une large classe d'applications couvrant le filtrage, la segmentation ou l'analyse des images numériques, en deux ou trois dimensions. Cependant, leur utilisation avec le logiciel ImageJ est compliquée par la non disponibilité de certains outils, ou les limitations sur le type des images pouvant être traitées. L'objectif de ce workshop est de présenter un certains nombre de concept issus de la morphologie mathématique, et de montrer leur utilisation pratique sous ImageJ en utilisant la bibliothèque MorphoLibJ. Les exemples présentés concerneront des applications au traitement et à l'analyse d'images pour la biologie végétale : * segmentation de tissus végétaux 2D / 3D à l'aide de la ligne de partage des eaux (watershed) * analyse de texture d'images de coupes de tissus observés par imagerie macroscopique * extraction de spots dans des images de microscopie électronique Keywords Traitement d'images, morphologie mathématique, MorphoLib, watershed *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 96 A8 - ANALYSE SPATIALE POUR LA MICROSCOPIE DE FLUORESCENCE EN DEUX CANAUX Proposer/Coanimator Jean-françois Gilles Vincent Contremoulins Abstract Cet atelier propose de faire découvrir différentes stratégies et différents outils d’analyse de l’organisation spatiale au travers d’exemples d’images de microscopie photonique 3D en plusieurs couleurs. Nous tenterons de faire un point sur différents outils disponibles pour faire des analyses sur des images 3D. Puis nous présenterons en particulier un nouveau greffon pour ImageJ, nommé DiAna (Distance analysis), dont le but est de mesurer les distances entre les éléments de stacks en deux canaux et permettant aussi de faire ressortir des pourcentages de recouvrements pour chaque objet. Keywords Analyse d'images, image 3D, segmentation, Image J *** A9 - CORRELATIVE LIGHT ELECTRON MICROSCOPY IMAGE AND VOLUME REGISTRATION Proposer Perrine Paul-Gilloteaux Abstract The objective of this workshop is to provide particpants with solutions for the last part of the CLEM workflow, i.e light microscopy images and electron microscopy data fusion. The fisrt part of the workshop will aim at providing theoritical keys about image and volume registration (correlation) and the specificities of CLEM registration. The second part will consist into practical on correlative light electron microscopy in order to demonstrate the use of user-friendly open source tools to perform multi-scale and multi-modal image registration in a reproducible way and with a measurable accuracy. Participants would be able to bring their own images or to use the one of related workshops of module 3. Keywords Bio image informatics, data fusion, image registration *** 97 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A10 - DE L’ACQUISITION A L’ANALYSE DES DONNEES DE PALM SUR BACTERIES VIVANTES Proposer/Coanimator Romain Le bars Laetitia Besse Abstract Nous proposons de réaliser une expérience de PALM sur des bactéries E. Coli, en détaillant différentes étapes telles que le montage particulier de l’échantillon, l’acquisition des molécules individuelles et la reconstruction de ces données via le logiciel intégré sur le N-STORM (Nikon). Nous évoquerons également les particularités des acquisitions 3D ainsi que leur reconstruction. Afin d’aller plus loin, nous pourrons présenter des outils de quantification actuellement disponibles permettant notamment l’analyse de cluster, la détection du nombre de molécules par bactéries… Keywords Utilisation de 3D PALM pour étudier l'organisation de structures moléculaires chez les bactéries. Détail des étapes d'acquisition, de reconstruction ainsi que d'analyse des données. *** A11 - DE L’IMAGERIE DE FLUORESCENCE EX-VIVO, A L’IMAGERIE IN VIVO SUR MODELES MURINS : SPECIFICATION DES PARAMETRES CLES POUR L’IMAGERIE DE FLUORESCENCE INTRA-VITALE HAUTE RESOLUTION ET LA PHOTOCONVERSION. Proposer/Coanimator Sophie Salomé - Desnoulez Corinne Laplace-builhe Abstract Faire découvrir les différents aspects ainsi que les contraintes techniques instrumentales et les défis de l’imagerie de fluorescence à haute résolution in vivo, sur modèles murins (en chambre dorsale de souris). A partir d’une imagerie sur modèle 3D (bille de collagène envahie par une lignée tumorale Dendra 2), nous explorerons les modalités techniques de l’imagerie et de la photoconversion sur modèles 3D et l’intérêt de l’utilisation de protéines photoconvertibles dans l’étude de la dynamique cellulaire in-vivo. Nous définirons les conditions d’acquisition dans le cadre d’une imagerie SHG et TPEF et l’intérêt de combiner les atouts d’un laser continu à une imagerie 2P dans le cadre de la photo-conversion. L’imagerie sur modèles murins vivants ne pouvant être réalisée que dans un établissement agréé, notre expérience de l’imagerie de l’environnement tumoral in-vivo sera présenté sous forme de vidéo au terme de cet atelier mené sur modèle tumoral expérimental 3D. Keywords Imagerie in vivo, microscopie intravitale, dynamique moléculaire in vivo, imagerie non linéaire, microscopie multi modalités Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 98 *** A12 - DYNAMIQUE ET NANO-ABLATION DES MICROTUBULES Proposer Virginie Georget Abstract L’atelier aura pour but de montrer l’intérêt de l’ablation laser comme système inductible pour l’étude de dynamique intracellulaire telle que la polymérisation-dépolymérisation des microtubules ou le recrutement induit de protéines à l’extrémité de ces microtubules. Nous couplerons l’imagerie 3D sensible et peu photo-toxique (microscopie confocale) avec la nano-ablation laser qui seront appliquées sur des cellules en division (levure ou cellules de mammifères). La mitose est une étape du cycle cellulaire particulièrement photo-sensible. Keywords Dynamique intracellulaire, nano-ablation laser, microtubule, recrutement de protéines *** A13 - EVALUATION DE L'EFFET CYTOSTATIQUE D'AGENTS CHIMIOTHERAPEUTIQUES SUR DE MULTIPLES LIGNEES TUMORALES PAR MICROSCOPIE A SEMI-HAUT DEBIT Proposer Laure Twyffels Abstract Le contrôle de l'entrée en phase de synthèse d'ADN (phase S) est dérégulé dans la majorité des cancers. Lors de l'atelier, nous présenterons le protocole que nous avons développé pour quantifier par microscopie semi-haut débit la proportion de cellules en phase S sur des lignées de cellules tumorales adhérentes, et ce afin de déterminer l'IC50 d'agents chimiothérapeutiques : - culture des cellules en plaque 96-puits dans les conditions expériementales ad hoc - marquage des cellules en phase S par incorporation de 5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU) puis immunodétection du BrdU et contre-coloration au DAPI et montage - acquisition automatisée d'images à faible grossissement au moyen d'un microscope disposant d'une platine motorisée en XYZ et d'un système d'autofocus - quantification automatisée de la proportion de cellules en phase S au moyen d'une macro ImageJ Ce protocole peut être facilement adapté pour évaluer la prolifération cellulaire dans d'autres conditions expérimentales. Keywords ImageJ; semi-haut débit; BrdU; lignées tumorales; IC(50) *** 99 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A14 - FROM CONFOCAL TO STED MICROCOPY: WHY? HOW? AND BEYOND. Proposer Boutin Camille Abstract For cellular biologists, being able to analyze samples with super-resolution microscopy is potentially extremely powerful since it may allow the visualization of biologicals objects and/or proteins at the nano-scale. The introduction of ‘ready to use’ super-resolution microscopes in our laboratories may represent a step towards the democratization of such technologies. However, in practice, the transition from classical to super-resolution microscopy may be challenging. Using the introduction of STED microscopy to study multiciliated cells development as an example, we propose to sensitize our audience to this transition. We will discuss and illustrate several crucial points such as sample preparation and image acquisition parameters. Beyond these technical considerations we will show how the use of super-resolution technology can pave the road for new scientific questions. Keywords Super resolution ; two colour STED ; STED 3D ; centrioles ; multiciliated cells *** A15 - IMAGE CORRELATION SPECTROSCOPY: LIVE CELLS BY RICS AND N&B DYNAMICS AND OLIGOMERIZATION OF PAXILIN IN Proposer Michelle Digman Abstract Fluorescence fluctuation spectroscopy has evolved from point source detection to a family of microscopy imaging correlation tools (i.e. ICS, RICS, STICS, and kICS) useful in deriving spatial-temporal dynamics of proteins in living cells. What was once possible at the single point scale is now possible in large scales in order to map diffusion, binding and protein-protein interactions with the advancements in raster scanning and camera based imaging systems. The advantage of these techniques is the fast time scale of data acquisition that is increasingly becoming faster with better detection efficiency. The frontier in this area is now emerging towards a high level of mapping diffusion rates and protein dynamics. By expressing Paxilin fused to GFP in live cells, I will present the use of Raster Scan Imaging Correlation Spectroscopy (RICS) for protein dynamics and of Number and Brigthness approach (N&B) for protein oligomerization. Keywords ICS, N&B, RICS *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 100 A16 - IMAGERIE DE CERVEAUX DE RONGEUR CLARIFIES PAR MICROSCOPIE A FEUILLET DE LUMIERE Proposer Francois Michel Abstract Les techniques de clarification de tissues ont ouvert de nombreuses pistes pour l'exploration à grande échelle de la morphologie des organes biologiques. Couplée à l'imagerie par feuillet de lumière et/ou multiphoton cette technique génère une importante quantité de donnés à de multiples niveaux (micro à mésoscopique). Dans cet atelier je propose d'aborder les problèmes et solutions liés à l'ensemble de ces aspects : clarification, acquisition, gestion des big data, analyse (segmentation 3D, programmes de visualisation...). Keywords Ultramicroscope, clarity, 3Disco, neuroanatomie *** A17 - IMAGERIE DYNAMIQUE ET PHOTOABLATION DE CYSTES DES CELLULES DES MAMMIFERES. Proposer/Coanimator Basile Gurchenkov Gaelle Recher Abstract Les cystes de cellules de mammifères sont couramment utilisés comme systèmes modèles en cancérologie et en biologie du développement. En effet ils reproduisent in vitro des comportements morphogénétiques rapides observés in vivo, comme par exemple les cycles de contraction-expansion effectués par l’embryon de mammifère avant éclosion. Les cellules seront suspendues et encapsulées dans des sphères creuses d’hydrogel transparent à la lumière et perméable aux nutriments. L’imagerie et la photomanipulation des cystes s‘effectuera sur un système dessiné à façon à l’IGBMC sur la base d’un microscope à sectionnement optique rapide Bruker couplé à un laser infrarouge impulsionnel permettant la photomanipulation. Nous observerons les conséquences de la rupture compartimentale photoinduite sur la capacité contractile des cystes par mesures dynamiques. Keywords Cancerology, biomecanics, light sheet microscopy *** 101 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A18 - INTELLIGENT MICROSCOPY : AUTOMATISATION ET OPTIMISATION D'ACQUISITION DE DONNEES PAR COUPLAGE ENTRE ACQUISITION ET ANALYSE D'IMAGES (FEEDBACK MICROSCOPY) Proposer/Coanimator Sylvain De Rossi Amélie Sarrazin Abstract Cet atelier s'inscrit dans le cadre d'une volonté d’améliorer la production des données images en microscopie optique. Les microscopes génèrent des volumes de données de plus en plus importantes, les données importantes (interprétables et exploitables) se retrouvent noyées dans une masse d’informations gigantesques. Il devient difficile de faire le tri entre données d’intérêts et données non informatives. Ces volumes « images » sont également difficiles à manipuler car la puissance des ordinateurs et le transfert des données ne sont pas assez performants. Il existe des outils permettant d’optimiser la production des images. L’idée principale est d'imager uniquement les zones d’intérêts sur un échantillon quel qu’il soit. Les régions non informatives ne doivent pas être acquises, ce qui permet un gain de temps pour l'utilisateur et une optimisation dans la gestion du volume des images. Deux solutions seront proposées : 1. Couplage CellProfiler et LASAF/CAM 2. Couplage IMSRC et LASAF/CAM Keywords Automatisation d'acquisition d'images, feedback microscopie, CellProfiler, module CAM (Computer Assisted Microscopy) *** A19 - L’IMAGERIE MOYEN DEBIT PAR SCANNER DE LAMES : UN OUTIL POUR ETUDIER L’EVOLUTION EXPERIMENTALE D’UNE BACTERIE PATHOGENE EN BACTERIE SYMBIOTIQUE DANS LES PLANTES. Proposer Cecile Pouzet Abstract Le but de cet atelier est de caractériser des phénotypes symbiotiques dans des nodules de plantes. Initialement, des plantes sont infectées par des bactéries rhizobium pathogènes qui au fil des générations deviennent symbiotique pour la plante. Cette symbiose est localisée dans des excroissances racinaires: les nodules. L'étude anatomique de ces nodules et des bactéries hébergées permet d'évaluer le stade d'évolution symbiotique de la population bactérienne. Pour cela nous observerons des lames entieres de coupes nodules : - non marqués pour quantifier les surfaces de nécrose, - marqués à l’iodure de propidium pour quantifier la quantité de bactéries intracellulaires - marqués au bleu de toluidine pour localiser les bactéries (extracellulaire vs intracellulaire). Ces acquisitions seront réalisées sur un scanner de lames (capture rapide, résolution x20 ou x40). Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 102 Les banques d’images obtenues seront visualisées, comparées et anotées puis analysées avec un logiciel dédié. Keywords Végétal, nodule, bactérie, scanner de lame, moyen debit, analyse d’image *** A20 - MEASURE OF SURFACE PROTEIN MOBILITY ON LIVE CELL WITH U-PAINT TECHNIQUE Proposer/Coanimator Eric Hosy Benjamin Compans Abstract To principle of this work shop will be to demonstrate the application of u-paint technique to study the protein organization and dynamic on live cell. This technique based on single particle principle allows the labeling of endogenous proteins at high density. Through this workshop we will study the dynamic of couple of various membrane proteins and their particular organization at the nanoscale. Keywords U-paint, super-resolution live microscopy, protein mobility *** A21 - MEASUREMENT OF VISCOELASTIC MEMBRANE PROPERTIES IN LIVING TISSUES AFTER LASER MICRO-ABLATION Proposer/Coanimator Chevalier Clément Stephanie Dutertre-Sioen Abstract Direct measurement of physical forces regulating cell membranes in tissue is still challenging due to major experimental constraints. As the biological tissues have been described to behave as a viscoelastic material (Collinet et al., 2013), we propose to quantify the directly measurable viscoelastic parameters of membrane junctions as a readout of tension forces applied to the system. In this workshop, we will use a model of drosophila melanogaster epithelium, visualized by E-cadherin GFP, to analyse the membrane relaxation time (τ) after the micro-ablation of cell junction by the application of an instant stress with a multiphotonic laser. As τ is proportional to the viscosity/elasticity ratio, its analysis represents an interesting alternative path to determine the physical parameters of the cell junctions in living tissues. Thus, this workshop will focus on both images acquisition parameters and analysis of relaxation time to determine viscoelastic properties in this model. Keywords Photomanipulation, laser micro-abaltion, physical membrane properties *** 103 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A22 – MESURE DE CHANGEMENTT DE VISCOSITE DE LA MEMBRANE PLASMIQUE DE CELLULES VEGETALES EN REPONSE A UN STRESS BIOTIQUE PAR FLIM Proposer/Coanimator François Waharte Elodie Noirot Abstract Une des réponses déterminantes de la plante face aux modifications de son environnement est la modification dynamique des propriétés physiques de la membrane plasmique des cellules. Ces modifications environnementales peuvent être d’origine biotique ou abiotique. Par l’utilisation d’un rotor moléculaire (Bodipy-C10/C12) s’insérant dans la membrane plasmique des cellules végétales, nous proposons de caractériser les modifications de viscosité membranaire en réponse à un stress abiotique, le froid, ainsi qu’au cours de la signalisation de défense précoce mise en place suite à un traitement par un éliciteur de réactions de défense, la cryptogéine (stress biotique). En effet, le rotor moléculaire voit son temps de vie de fluorescence modifié en fonction de la viscosité et de manière proportionnelle. Nous utiliserons donc un système d’imagerie de temps de vie de fluorescence pour analyser les variations de viscosité au cours des traitements et en feront une discussion critique. Keywords Temps de vie de fluorescence, cellules végétales, viscosité, rotor moléculaire *** A23 - MESURE DE LA DIFFUSION DANS LES BIOFILMS BACTERIENS GRACE A LA TECHNIQUE DE FRAP EN MICROSCOPIE CONFOCALE. Proposer/Coanimator Alexis Canette François Waharte Abstract L’analyse CLSM 3D + temps in situ apporte des informations principalement architecturales sur les communautés bactériennes structurées. Il est aussi possible d’accéder à des données dynamiques à l’échelle moléculaire. Par exemple la technique de Fluorescence Recovery After Photobleaching offre la possibilité d’extraire les propriétés de diffusion de molécules fluorescentes. Dans notre modèle, ces propriétés sont liées principalement à la cohésion des bactériens et à la matrice exopolymérique qui les entoure. Ces spécificités font partie des moyens de résistance face à l’action de biocides (frein à la pénétration d'antibiotiques...). Cet atelier reposera sur l’utilisation d’un système commercial CLSM + FRAP pour l'acquisition et d'un logiciel libre répandu pour l'analyse (ImageJ). Une discussion critique des résultats sera proposée en incluant notamment la comparaison avec des mesures faites par d’autres techniques comme la FCS. Keywords FRAP, biofilm, diffusion, bactéries *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 104 A24 - MESURE DE L’IMPACT DU REMODELAGE DE LA CHROMATINE AUX SITES DE CASSURE SUR LA DIFFUSION DES PROTEINES PAR MICRO-IRRADIATION LASER, IMAGERIE CONFOCALE ET SPECTROSCOPIE DE CORRELATION DE FLUORESCENCE Proposer/Coanimator Stephanie Dutertre-sioen Chevalier Clément Abstract En cas d'induction de dommages dans l'ADN, les protéines de réparation doivent accéder rapidement aux régions lésées, ce qui implique un remodelage précoce de l'architecture spatiale de la chromatine. Afin d'étudier comment la structure locale de la chromatine régule l'accès à l'ADN endommagé, nous avons mis en place une approche combinant micro-irradiation laser, imagerie confocale et spectroscopie de corrélation de fluorescence (FCS) pour suivre simultanément l'évolution de l'architecture chromatinienne au niveau des zones d'ADN endommagé et la diffusion locale de protéines d’intérêt au niveau de cette zone. Au cours de cet atelier, nous présenterons cette approche et l'appliquerons à la caractérisation de la vitesse de diffusion de sondes fluorescentes au sein des zones d'ADN lésé. Keywords Fluorescence correlation spectroscopy, Photoactivation, Laser micro-irradiation, DNA damage, Living cells *** A25 - METHODES D’ETUDES DE LA DYNAMIQUE DANS LA CELLULE PAR PHOTO-CONVERSION OU FRAP : AVANTAGES ET LIMITES Proposer/Coanimator Sophie Abélanet Xavier Baudin Abstract L’atelier se présentera en deux parties techniques. La première vise à présenter les possibilités expérimentales offertes par les protéines photo-convertibles et les problèmes que l’on peut rencontrer (puissance laser suffisante pour induire une photo-conversion, photoblanchiment…). Nous prendrons comme exemple la protéine Dendra2 adressée à une protéine constitutive de la membrane mitochondriale (cox-VIII), dans le but d’étudier son activité. La deuxième partie se focalisera sur l’étude de la dynamique de recyclage de protéine par FRAP et les problèmes associés (mouvement de l’échantillon, suivi correct du recouvrement de la fluorescence…). Cette étude sera faite sur des cellules exprimant des E-cadhérinesGFP (protéines transmembranaires assurant la liaison intercellulaire). L’atelier devrait permettre à chacun des participants d’évaluer l’intérêt et la faisabilité de ce type de protocoles pour étudier des dynamiques cellulaires, appliqués à leur propre problématique. Keywords Photo-conversion, dynamiques moléculaires, recouvrement de fluorescence, FRAP *** 105 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A26 - METROLOGIE : QUELS OUTILS POUR QUELLES MESURES ? Proposer/Coanimator Perrine Frere Aurélien Dauphin Abstract L'avancement technologique, en repoussant les limites de sensibilités et de résolutions, passe par la mise en place d'une démarche qualité sur l'ensemble des systèmes d'imagerie. L'évaluation de la justesse des mesures et le suivi du niveau de performance doit être monitoré sur chaque système, tout au long de sa vie, afin d’assurer aux utilisateurs un fonctionnement optimal. Les tests de métrologie permettent de mettre en évidence certains défauts d’un système d’imagerie. Cet atelier vise à montrer l’utilisation de lames (billes fluorescentes, Chroma, miroir et Argolight) et d’outils de mesure (puissancemètre, spectrophotometre) disponibles actuellement pour tester les équipements d’imagerie (microscope plein champ et confocal). Les procédures détaillées de différents tests métrologiques ont été élaborées par le groupe de travail métrologie du RTmfm. Pendant cet atelier, les tests métrologiques seront réalisés et l’analyse et l’interprétation des données issues de ces tests seront effe Keywords Metrologie, qualité, résolution, aberrations, homogénéité, puissance, spectres, dérives, Argolight *** A27 - MICROSCOPE MODULAIRE A FEUILLE DE LUMIERE ET NOUVELLES SONDES BIOCOMPATIBLES POUR L'ETUDE DE LA MORPHOGENESE DU POISSON-ZEBRE Proposer/Coanimator Antonio Ortiz Adeline Rausch Abstract L'atelier a pour double but de présenter de nouvelles sondes fluorescentes biocompatibles pour l'imagerie dynamique in toto et d'introduire un nouveau concept de microscopie à feuille de lumière. Complémentaires aux rapporteurs génétiques, nous présenterons de nouvelles sondes biocompatibles dans le proche infrarouge pour l’imagerie dynamique in vivo. Nous utiliserons l'embryon de zebrafish comme modèle animal de vertébré pour réaliser un marquage dans toutes les couches cellulaires de l’embryon par balnéation. Pour imager les embryons, nous nous appuierons sur la microscopie à feuille de lumière. Nous utiliserons deux modules fibrés, générant une feuille de lumière, et pouvant s'installer sur un microscope déjà existant, afin de réduire le coût d'acquisition d'une telle technique. Keywords Sondes biocompatibles, microscopie à feuille de lumière, poisson-zèbre, modularité *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 106 A28 - OBSERVATION DE LA DYNAMIQUE D’UNE PROTEINE DE REPARATION DE L’ADN CHEZ LA LEVURE PAR LA TECHNIQUE SPTPALM Proposer Chloé Guedj Abstract La molécule d’ADN, peut subir des dommages générés soit par des stress environnementaux soit par des événements mutagènes endogènes. Parmi les dommages subis par l’ADN, les cassures double-brin (CDB) sont des lésions qui surviennent au niveau des deux brins de la double-hélice d’ADN. En réponse aux CDB, les protéines de réparation se concentrent pour former des « foyers de réparation » à l’endroit de la cassure. Comment est-ce que ces protéines de réparation arrivent au site de cassure ? Es-ce un mécanisme actif ou passif ? Quelle est leur dynamique en dehors, aux abords et dans le foyer de réparation ? Durant cet atelier, je regarderai à l’échelle de la molécule unique par la technique sptPALM, le comportement de la protéine de réparation Rad52 chez la levure après avoir induit des cassures double-brin. Les données obtenues seront ensuite analysées afin d’établir une carte des vitesses de diffusion de la protéine rad52 dans le noyau. Keywords spt-PALM, Réparation de l’ADN, Dynamique des protéines *** A29 - ORGANISATION SPATIALE DES SIGNAUX DE MORT/SURVIE DANS LE CŒUR DE SOURIS APRES ISCHEMIE-REPERFUSION : CLARIFICATION D’ORGANE ET MICROSCOPIE EN FEUILLE DE LUMIERE. Proposer/Coanimator Gabriel Bidaux Amandine Durand-terrasson Abstract La transposition des données issues de la microscopie en cellules isolées au contexte d’un organe entier est encore un frein à la compréhension de la physiologie. L’alliance de la clarification (ou transparisation) de tissu et la microscopie à feuille de lumière (ou single plane illumination microscopy, SPIM) permet maintenant de reconstruire la position des signaux moléculaires et cellulaire en 3D dans l’organe entier. Ces 2 techniques ouvrent donc les portes de la compréhension de l’organisation des réseaux cellulaires (typiquement le réseau neuronale), le remodelage ou l’homéostasie cellulaire des tissus, mais aussi l’organisation spatiale des signaux moléculaires, de la migration cellulaire ou de l’invasion cellulaire. Si la majorité des travaux publiés ces dernières années concerne le cerveau, l’évolution de systèmes et méthodes de clarification permet aujourd’hui de rendre transparent des organes de consistance plus fibreuse comme le cœur ou le rein. Keywords Cleared heart, kidney, SPIM, spatial distribution, volume quantification *** 107 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A30 - PROGRAMMATION GRAPHIQUE ET SCRIPTING AVEC ICY Proposer/Coanimator Stephane Dallongeville Alexandre Dufour Abstract Cet atelier est destiné aux utilisateurs déjà familiarisés avec les bases du logiciel Icy et qui souhaitent aller plus loin en utilisant la programmation graphique. Le but ici est donc d'introduire et d'explorer les possibilités cet outil qui va permettre de produire des workflows d'analyse plus complexes et/ou de faire du "batch processing" sur des ensembles d'images. Keywords Image, Analysis, batch processing, graphical programming, script, Icy *** A31 - RECALAGE RAPIDE D’IMAGES MULTIVUES EN MICROSCOPIE A FEUILLE DE LUMIERE Proposer David Rousseau Abstract Pour que la technique à feuille de lumière tienne ses promesses en termes de rapidité d’acquisition, il est actuellement indispensable d’accélérer les prétraitements permettant l’observation, puis le traitement de stacks volumineux acquis (typiquement plusieurs dizaines de Gigaoctes pour un échantillon sous quelques vues). Nous nous concentrons dans cet atelier sur la problématique du recalage d’images multivues acquises en microscopie à feuille de lumière au moyen d’un système de type Zeiss Z.1. Nous comparons différentes techniques existantes nécessitant ou non l’utilisation de billes fiducières. Nous montrons notament comment l’utilisation de descripteurs locaux, et la réduction raisonnée de la taille des stacks permet de réduire considérablement le temps nécessaire pour le recalage et ce de façon automatique et sans faire appel à l’utilisation de billes fiducières. Une implémentation logicielle de cette dernière technique sous la forme d’un simple plugin FIJI sera démontrée. Keywords Microscopie à feuille de lumière, recalage multi-vue *** A32 - REVELATION DE SOUS-POPULATIONS CELLULAIRES DANS L’INTESTIN GRELE ET SEPARATION D’AUTO-FLUORESCENCE DE TISSUS PAR IMAGERIE CONFOCALE SPECTRALE A 10 COULEURS Proposer/Coanimator Sébastien Mailfert Mathieu Fallet Abstract La microscopie confocale spectrale permet la localisation précise de plusieurs souspopulations au sein d’un même type cellulaire (macrophages, cellules T, etc.) à condition de pouvoir combiner un nombre important de fluorochromes pour marquer les Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 108 différentes régions du tissu d’une part et les caractéristiques phénotypiques des cellules d’intérêt d’autre part. Le but étant d'étudier les populations de cellules immunitaires, leur localisation et leurs interactions avec les cellules stromales du tissu. L'imagerie spectrale ouvre des horizons de compréhension de phénomènes biologiques jusqu'alors peu explorés. La découverte de nouvelles sous-populations cellulaires et leurs représentativités respectives au cours d'un processus d'infection ou de réponse immunitaire ne peut se faire qu'avec des techniques à haute sensibilité et sélectivité spectrale. Keywords Imagerie spectrale, auto-fluorescence, immunologie *** A33 - SHG/THG EN REFLEXION TRANSMISSION POUR LE TRACKING DE NANOPARTICULES HARMONIQUES A L’ECHELLE SUBCELLULAIRE ET TISSULAIRE, THERAPIE CELLULAIRE MYOPATHIE DE DUCHENNE. Proposer/Coanimator Laurence Dubreil Claire Lovo Abstract Le tracking cellulaire est une étape incontournable pour la mise en place d’un essai clinique afin de renseigner sur la distribution des cellules post-injection in vivo dans les tissus. En collaboration avec L. Bonacina (GAP Photonics, Université de Genève), nous utiliserons les nanoparticules « harmoniques » BFO-NPs (NPs de ferrite de bismuth pour le marquage en microscopie multiphotonique) développées par son équipe pour marquer les cellules souches adultes du muscle utilisées pour la thérapie génique de la myopathie de Duchenne (Karl Rouger, UMR703, Nantes). Ces NPs possèdent la propriété de générer des signaux de seconde et de troisième harmonique et par conséquent présentent l’avantage de pouvoir être imagées dans des tissus riches en myosine et collagène source également de SHG. Nous imagerons des coupes de muscle fixées de souris ayant reçu les cellules marquées HNPs en utilisant une raie à 1300 nm pour récupérer les signaux SHG et THG et une raie 1040 pour la fluorescence MP. Keywords Cellules, tracking, tissu musculaire, nanoparticules, multiphoton, SHG, THG *** 109 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A34 - STRATEGIES D’OPTIMISATION EN NANOSCOPIE STED Proposer/Coanimator Damien Schapman Magalie Bénard Abstract La microscopie super-résolutive est essentielle pour mener à bien nos recherches en biologie cellulaire notamment pour l’étude de la communication intercellulaire via les Tunneling NanoTubes. Ces TNTs sont des expansions membranaires de taille nanométrique qui relient entre elles deux cellules distantes et permettent le transfert de protéines membranaires, de molécules du CMH, de mitochondries, de virus, d’ions calcium. Dans le cadre de notre étude, nous nous sommes intéressés aux mécanismes de formation de ces TNTs. Ainsi pour les observer, nous avons eu recours à la nanoscopie STED. L’utilisation de cette technique nécessite une maitrise afin d’obtenir une qualité d’imagerie max. Nous proposons de donner les clés et les moyens d’optimiser l’imagerie des TNTs obtenues en STED en passant de la préparation des TNTs, de la qualité de l’environnement du système d’imagerie, aux stratégies d’acquisition et de traitement d’images. Keywords Fluorochromes, STED, CLSM, Deconvolution, Huygens *** A35 - SUIVI DE PROTEINES FLUORESCENTES EN TIME LAPSE CHEZ LA BACTERIE (E. COLI) Proposer/Coanimator Sylvain Cantaloube Jérôme Rech Abstract Nous avons développé au laboratoire une expertise en suivi de croissance sur plusieurs générations de bactéries à l’aide d’un système de microfluidique (Cellasic). Via un fluorochrome dérivé de la GFP, nous suivons la ségrégation du plasmide mini-F d’E. coli. Les modèles procaryotes sont des petits objets (inférieur à 1.5µm) visualisables en épifluorescence. Ils expriment un faible signal fluorescent et présentent un défi pour l’analyse en microscopie champ large classique (contrôle du photo-blanchiment, détection du signal). L’atelier se déroulera en deux parties : - Nous présenterons une méthode complète pour la préparation des échantillons et l’acquisition en Time Lapse de cellules procaryotes. - Dans un deuxièmes temps, nous présenterons des méthodes de traitement du signal sur les films obtenus à l’aide d’ImageJ : stabilisation des objets au cours du temps, segmentation des cellules et détection de foci, tracking de ces foci. Keywords Bactéries, microfluidique, Time Lapse, traitement et analyse des images Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 110 *** A36 - THE MECHANICAL IDENTITY OF CELLS AT THE SHOOT APICAL MERISTEM IN ARABIDOPSIS, USING COMBINATION OF AFM, CONFOCAL IMAGING AND NANOINDENTATION PLUGIN Proposer Nelly Dubrulle Abstract Afm technology allows measurements of mechanical properties of a tissue. Being able to link these measures to cell identity is crucial for the understanding of growth regulation in living tissues. In 2014, Milani and co-workers were able to show a correlation between a stiffness pattern in the shoot apical meristem (SAM) of Arabidopsis thaliana plant, and the expression of a green fluoresent proteine fused to a stem cell marker, Clavata3-GFP (milani et al., 2014 ). Here we aim at reproducing those results using a novel plugin called Nanoindentation. This plugin allows to segment afm scans, to stitch various scans to reconstitute an entire zone of a living tissue, and to assign each data point to tissue biological properties. Keywords AFM, Confocal imaging, Fiji, Nanoindentation plugin, Arabidopsis thaliana *** A37 - UTILISATION DES OPERATEURS DIFFERENTIELS POUR LA SEGMENTATION D'IMAGES Proposer/Coanimator Arnold Fertin Yves Usson Abstract Tout comme la convolution ou la transformée de Fourier, les opérations utilisant les dérivées font parties des techniques fondamentales du traitement d'image. L'objectif de cet atelier est de donner des éléments théoriques et pratiques autour des techniques utilisant des dérivées partielles d'ordre 1 et d'ordre 2. Une première partie de l'atelier abordera les notions de dérivées d'une image, illustrées d'exemples concrets afin de rendre compréhensibles ces notions à des nonmathématiciens. Une deuxième partie présentera l'utilisation sous ImageJ de ces notions, afin de résoudre des problèmes réels, tel que : l'utilisation du gradient pour la détection de contour de cellule, du laplacien pour la détection de particules, ou encore de la matrice hessienne pour le filtrage d'objets tubulaires. Enfin, des notions plus avancées seront abordées telle que l'utilisation de ces opérateurs à travers l'espace d'échelle afin de pouvoir segmenter les objets d'intérêts suivant leur taille. Keywords Dérivées partielles ; Opérateurs différentiels ; Segmentation ; ImageJ *** 111 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A38 - 3D HIGH AND SUPER-RESOLUTION IMAGING OF BIOLOGICAL OBJECTIVE SELECTIVE PLANE ILLUMINATION MICROSCOPE SAMPLES USING A SINGLE- Proposer/Coanimator Rémi Galland Jean-baptiste Sibarita Abstract The main objective of the workshop is to demonstrate the 3D imaging capabilities of a new single-objective SPIM architecture called soSPIM. We will first demonstrate the capability of the system to image live 3D biological samples with high temporal and spatial resolution and its unique ability to perform time-lapse multi-positions acquisitions in a light-sheet illumination scheme. In a second time, we will demonstrate the soSPIM capability to perform single-molecule based super-resolution imaging in depth tens of microns within a biological sample in both STORM and PALM configuration. We will also show the ability of the soSPIM system to acquire 3D diffusion and concentration map of fluorescent proteins thanks to SPIM-FCS approaches. Finally, the workshops also aim to test various samples, from the whole drosophila embryos scale down to the single cell scale, in order to demonstrate the different imaging modalities of the soSPIM for specific samples that people may be interested in. Keywords Selective Plane Illumination Microscopy, 3D imaging, Super-resolution, FCS, Multi-scale imaging *** A39 - 3D-IMAGING OF BIOLOGICAL SAMPLES ASSEMBLY, CALIBRATION AND ACQUISITION WITH LIGHT SHEET FLUORESCENCE MICROSCOPY: Proposer/Coanimator Philippe Girard Olivier Blanc Abstract We have recently developed a light-sheet microscope for visualizing of large biological samples (about centimeter in diameter). In this technique, the sample is illuminated with a sheet of light and the optical sections are used for 3D reconstructions. This approach allows one to employ also low power, wide field objectives with low to medium magnification for imaging of large samples, and challenges the traditional histological sectioning of organs. For example, by clearing tissue with organic solvents after dehydration, it is possible to visualize GFP-labeled neuronal networks in the brain. Keywords Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), three-dimensional imaging, microscope assembly, calibration, data processing *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 112 A40 - ANALYSE SPATIO-TEMPORELLE EN CELLULE VIVANTE PAR CORRELATION D'IMAGE DE TEMPS DE VIE Proposer/Coanimator Corentin Le Nézet Mariano Gonzalez Pisfil Abstract Les interactions entre protéines sont la brique unitaire du système complexe qu'est la cellule et existent de différents types : homo-oligomères/hetero-oligomères, stables/transitoires, non-covalentes/covalentes, etc. Les techniques de TCSPC (Time Correlated Single Photon Counting) permettent, entre autre, de mesurer les proximités spatiales entre des couples de protéines fluorescentes via le FRET (Förster resonance energy transfer) qui est largement utilisé pour détecter des interactions protéiques fortes. Nous proposons une analyse de la spatialisation des temps de vie d'une cellule via corrélation d'image pour différentier les interactions faibles difficilement détectables. Le but de cet atelier sera d'initier les participants 1) à la mise en œuvre pratique du TCSPC ; 2) et à l’utilisation des outils pour l'analyse et l’interprétation des mesures (tirées de notre travail ou apportées par les participants) Keywords TCSPC, FRET, interaction, corrélation d'image *** A41 - BRINGING HIGH-THROUGHPUT INTO AN INNOVATIVE SUPER RESOLUTION IMAGING SYSTEM TO EVALUATE IMMUNO-MODULATORY BIOLOGICS Proposer Alhassan Casse Abstract Bi-specific T-cell engagers (TCE) has demonstrated efficacy in treatment of cancer. Receptors can be over-expressed on cell surface in cancer and can be targeted by T cells via TCE. Immunological synapse (IS) formation elicited cytotoxic T-cell response. Molecular events of IS are concentrated in the supra molecular activation cluster (SMAC) region, needing an accurate system to be image. Conical diffraction microscopy (CoDiM) allow to achieve at least 2-fold resolution improvement to analyze SMAC, essential signaling molecules by immunofluorescence. The aim of this workshop is to assess with Super Resolution (SR) imaging system the capability of bispecific antibodies CoDV (Cross-Over Dual Variable) to efficiently form cytolytic immune synapse after co-incubation of tumoral cells, T-cell and a CODV at different time points. The second objective is to display how automated high content screening, were brougth into a SR imaging system in order to generate statistical dataset. Keywords Super-resolution microscopy, High content screening, Immunomodulation, Immuno-fluorescence, CoDiM 113 Bi-specific antibodies, Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers *** A42 - CHAUFFAGE PAR LASER IR DANS L’EMBRYON DE C.ELEGANS PROVOQUANT L’EXPRESSION D’UN GENE DE MANIERE LOCALE Proposer/Coanimator Claire Chardes Elsa Castellani Abstract L’expression de certains gènes peut être activée suite à une élévation de la température de quelques degrés. Cette élévation de température peut être provoquée par la focalisation d'un laser infra-rouge continu à l'intérieur d'un organisme, ce qui permet à l'expérimentateur de contrôler temporellement mais aussi spatialement l'expression d'un gène. Nous proposons d’expliquer la mise en place simple et la calibration d’un laser IR sur un microscope spinning disk, de montrer l’utilisation de ce laser pour chauffer localement un embryon de C.elegans, et d’observer un moment après le choc thermique, l’expression d’une protéine. Keywords Heat Shock *** A43 - CORRELATIVE IMAGING : FROM CONFOCAL MICROSCOPY TO HIGH RESOLUTION (SIM) Proposer/Coanimator Lucie Sengmanivong Romain Sikora Abstract The purpose of this workshop is to make acquisitions on the same sample using two imaging techniques: confocal and structured illumination (SIM). One of the highlights of this workshop is the use of a unique microscope combining two imaging modalities. After acquisitions, magnification vector will be determined to correlate confocal and high resolution images. During the workshop, two correlation softwares will be used one with a commercial license (Nikon), and the other with a free software (Icy easy CLEM). Acquisitions will be made on reference objects (beads) and biological samples (primary cancer cells and / or neurons). This workshop, in a innovative manner, will allow simultaneous confocal and high resolution microscopy acquisitions, but also brings image correlation solutions. Keywords Structured Illumination Microscopy, correlative imaging, confocal microscopy, image correlation *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 114 A44 - COUNTING PROTEINS WITHIN COMPLEXES BY SINGLE-MOLECULE LOCALIZATION MICROSCOPY Proposer/Coanimator Joel Beaudouin Dominique Bourgeois Abstract Several fluorescence-based approaches allow the discrimination between monomers and multimers in cells, but determining the exact stoichiometry of molecules within a multimer represents a much greater challenge. Single-molecule localization microscopy using photoswitchable fluorescent probes can tackle this challenge by spreading over time the fluorescent events produced by individual molecules, allowing the counting of these events. We will demonstrate this by measuring the stoichiometry of plasma membrane receptors. We will perform a PALM experiment in TIRF mode on fixed HeLa cells expressing the dimeric receptor CTLA-4 fused to mEos2. In parallel we will demonstrate the different steps of the analysis: protein localization on individual frames, grouping of localizations originating from single complexes and counting of blinking events. Finally, we will show how the statistical analysis of these counts is quantitatively related to the number of proteins per complex. Keywords Localization microscopy, PALM/STORM, counting, photoconversion *** A45 - DECONVOLUTION 3D POUR LA MICROSCOPIE DE FLUORESCENCE Proposer/Coanimator Ferréol Soulez Eric Thiébaut Abstract La déconvolution en microscopie de fluorescence 3D permet d’améliorer numériquement la résolution, en compensant le flou introduit par le microscope. Ce flou est modélisé par la convolution par une fonction d’étalement de point (PSF) décrivant la réponse instrumentale et qu’il faut donc « inverser »: la déconvolution. Cet atelier sera composé de 4 parties: — une présentation théorique de la déconvolution, — une illustration des algorithmes classiques en pratique avec ImageJ/Icy — une description des limites (lorsque la PSF n’est pas connue, qu’elle varie dans le champ). -- un guide pour les utilisateurs dans l’utilisation d’un plugin de deconvolution aveugle pour Icy lorsque la PSF n'est pas connue Keywords Deconvolution, Déconvolution aveugle, PSF variant avec la profondeur, Microscopie de fluorescence *** 115 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A46 - HIGH SPEED LIFE IMAGING USING FPGA SYNCHRONISATION Proposer Julio Mateos Langerak Abstract We will demonstrate a barebones imaging platform that implements a number of technical features in order to image life samples at very high speeds. We will present - A python based software platform implementing a number of concepts to optimise sample browsing with a minimum amount of sample exposure. - A hardware control delegated to a FPGA to ensure a rapid and extremely precise and accurate timing of all the components in an asynchronous way. - The incorporation of very fast hardware components to optimise the system's performance. In the presented system there will be a modulated laser excitation, sCMOS camera and piezo X-Y-Z stage. We will discuss the system in detail, advantages and disadvantages of an asynchronous control of the microscope and improvements that the system is subject to. We are demonstrating the system using a HeLa line that expresses a MS2-GFP construct binding a specific RNA transcript and allowing its life visualisation. Keywords Fast life Imaging, Stroboscopic imaging, super-resolution *** A47 - HIGH-THROUGHPUT SINGLE-DNA MOLECULE MICROSCOPY USING AUTOMATED MICROPATTERNING Proposer Laurence Salome Abstract The Tethered Particle Motion technique consists in tracking the displacement of a nanoparticle tethered through a DNA molecule to a coverslip. In that way, the conformational changes in a DNA fragment can be monitored at the single molecule level. During the workshop, we will show how this technique can efficiently parallelized using an original biochip that we have developed in our group. The different steps of the preparation of the experiments will be shown. It will start with the automatized fabrication of the biochip by magnetic field assisted micro-contact printing using the Innostamp machine developed by Innopsys.Then follows the assembly of the observation fluidic chamber. We will run a typical parallelized experiment, HT-TPM, and demonstrate the capacity of this method to analyze several hundreds of molecules simultaneously in real time. We will then show how this method can reveal a salt-induced compaction of the DNA or the activity of a DNA enzyme. Keywords Parallelization, DNA, single molecule, bead tracking, micropatterning *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 116 A48 - IMAGERIE A FEUILLE DE LUMIERE MULTIVUE ET CONFOCALE AVEC LE MUVI SPIM Proposer/Coanimator Sylvain De rossi Virginie Georget Abstract Cet atelier a pour but de montrer que le système MuVi SPIM permet d'imager à très grande vitesse, à bonne résolution (objectifs 25x/1.1) et à haut rapport signal sur bruit (mode confocal), des petits échantillons vivants comme les embryons de drosophile, le zebra fish, les sphéroides, et les ascidies. Le microscope MuVI SPIM permet l'illumination simultanée (par l'intermédiaire de ces deux bras d'excitation) de deux côtés de l'échantillon (gauche et droite). La détection s'effectue par deux caméras sCMOS positionnées de part et d'autres de l'échantillon (perpendiculaire à la feuille d'excitation). La spécificité du système (mode confocal) est la synchronisation du scanning du faisceau et de la lecture de la caméra sCMOS (mode rolling shutter) ce qui permet d'éliminer en grande partie les effets de diffusion de la lumière dans l'échantillon et ainsi augmenter le ratio signal sur bruit des images. Keywords Imagerie à feuille de lumière, imagerie multivues, mode confocale (slit mode), rolling shutter, sCMOS, imagerie de la drosophile (stade larvaire) *** A49 - IMAGERIE DE RETARDANCE OPTIQUE D’ECHANTILLONS BIOLOGIQUES SANS MARQUAGE PAR MICROSCOPIE DE PHASE QUANTITATIVE RESOLUE EN POLARISATION Proposer Julien Savatier Abstract Nous analysons les composants biréfringents de cellules vivantes (cytosquelette) ou de coupes tissulaires (fibres de collagène), sans marquage. Cela repose sur l’imagerie de phase quantitative, combinée à la polarisation de la lumière. Nous plaçons un analyseur de front d’onde mesurant une différence de chemin optique (OPD = dn e) sur un port vidéo d’un microscope. Nous ajoutons un système qui polarise linéairement la lumière et la fait tourner afin d’illuminer l’échantillon avec une série de polarisations linéaires données. L’indice de réfraction des composants biréfringents varie selon la direction de la polarisation de la lumière et sa direction de propagation par rapport à leur axe optique. Une série d’images d’une zone à différents angles de polarisation donne des images d’OPD, où tous les éléments sont contrastés. Un traitement numérique crée deux images des seuls composants biréfringents, en retardance (Δn e, avec Δn biréfringence de l’élément anisotrope) et en orientation. Keywords Imagerie, microscopie, phase quantitative, polarisation, biréfringence, sans marquage, cytosquelette, collagène *** 117 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A50 - IMAGERIE MUTIPHOTONIQUE APPLIQUEE A L’ETUDE DU TRAFIC INTRACELLULAIRE IN VIVO : EFFET DU MICROENVIRONNEMENT SUR LA LOCALISATION D’ENDOSOMES. Proposer/Coanimator Marie Irondelle Anthony Simon Abstract Grâce à un modèle de xénogreffe de cellules cancéreuses, nous pouvons suivre l’évolution de carcinome mammaire chez la souris. Pour permettre l’observation longitudinale de ces tumeurs nous avons développé des chambres d’observation abdominales, permettant l’imagerie multiphotonique in vivo. Nous proposons d’utiliser l’imagerie multiphotonique multimodale (fluorescence et génération d’harmonique) pour suivre à la fois les cellules tumorales, leurs organites (endosomes) et les changements du microenvironnement (collagène) en fonction de traitements pharmacologiques, sur des tissus épais. Après présentation des différentes modalités d’acquisition et des chambres d’observation, nous observerons la localisation des endosomes intracellulaires de différentes xénogreffes dans les glandes mammaires traitées, préalablement fixées à différents temps de la progression tumorale. Nous montrerons l’influence du microenvironement sur la localisation d’endosomes au cours du temps. Keywords Multiphoton - intravital - SHG -THG- cancer - suivi de vésicules intracellulaires modification de l’environnement tumoral *** A51 - IMAGING WHOLE ZEBRAFISH SPECIMEN AFTER CLARITY TRANSPARIZATION Proposer Pierre Affaticati Abstract We implemented a CLARITY-protocol to work with our specimens of teleost fish and other vertebrates. We are now able to present a straight-forward pipeline from whole-specimen labelling and imaging to 3D visualization, segmentation and analysis. We are convinced that this technique can be of great benefit to the wider microscopy community. We will demonstrate this technology by comparatively imaging transparized and non-transparized immunolabeled specimens under conventional and CLARITY conditions. We want to debate the strengths and weaknesses of our developments in imaging and data management and hope to elicit a constructive discussion. For the CLARITY protocol specimens with a high content of lipids, like nervous tissues, are rendered transparent. Using confocal fluorescence microscopy in combination with an objective specifically designed for the work at the very high refractive index of transparized zebrafish specimens we will demonstrate the benefit of transparization. Keywords Neuroanatomy, clearing, wholemount imaging, zebrafish, CLARITY *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 118 A52 - LOCALISATION AXIALE EN NANOSCOPIE DE FLUORESCENCE Proposer/Coanimator Clément Cabriel Guillaume Dupuis Abstract Nous utilisons en super-localisation les propriétés d'émission des fluorophores à proximité de l'interface échantillon biologique/lamelle de verre pour en extraire la position axiale absolue. Cette approche permet d'atteindre une précision de localisation de 15 nm, mais qui diminue avec l'éloignement de la molécule par rapport à l'interface. Afin de conserver une précision équivalente dans le premier micron de l'échantillon, nous verrons comment la détection SAF peut s'associer avec l'introduction d'astigmatisme dans la voie de détection. Au cours de l'atelier, nous montrerons comment tirer parti de l'émission supercritique (SAF) sur un dispositif de dSTORM standard (objectif x60 1.49), où l'émission SAF n'est en général pas prise en compte. Les performances de la technique seront évaluées sur différents échantillons de référence. L'atelier sera couplé à celui proposé par Renaud Poincloux et Anaïs Bouissou afin de mesurer de l'architecture moléculaire 3D des podosomes. Keywords Fluorescence, super-localisation 3D, fluorescence d'angle super-critique *** A53 - MESURES DE FCS ET ANALYSE ANOMALE IN VIVO : VERS UNE COMPREHENSION DYNAMIQUE, ET FONCTIONNALITE DES COMPLEXES DE REGULATION DE LA TRANSCRIPTION DE LA Proposer/Coanimator Mariano Gonzalez pisfil Corentin Le nézet Abstract Transport, « molecular crowding », fixation : les complexes moléculaires ont différents types de comportements au sein d’une cellule. Les techniques de FCS (Fluorescence Correlation Spectroscopy) permettent de mesurer des déplacements moléculaires. Mais les contraintes environnementales locales et la complexité du vivant rendent l’analyse des mesures délicate. Selon le modèle dit anomal, la diffusion est influencée par les interactions de ces complexes moléculaires avec leur environnent. En étudiant les effets de mutations spécifiques de complexes de régulation de la transcription sur la valeur du coefficient d’anomalité α, nous montrons que ce coefficient peut informer sur les propriétés fonctionnelles de ces complexes. Le but de cet atelier sera d'initier les participants 1) à la mise en œuvre pratique de la FCS ; 2) et à l’utilisation des outils pour l'analyse et l’interprétation des mesures (tirées de notre travail ou apportées par les participants) Keywords FCS, dynamiques moléculaires, diffusion anomale, PTEF-b *** 119 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A54 - MICRO/NANOSCOPIE DE FLUORESCENCE BASEE SUR LA COLLECTION DE L’EMISSION SUPERCRITIQUE PAR UN OBJECTIF A TRES GRANDE OUVERTURE NUMERIQUE Proposer/Coanimator Nicolas Bourg Pierre Jouchet Abstract L’objectif de très grande ouverture numérique 1,7 (Olympus) permet d’améliorer les performances de la micro/nanoscopie basée sur la détection de la fluorescence supercritique (SAF) d’un facteur 2. En microscopie, le SAF permet de distinguer simplement les entités biologiques membranaires des entités intra-cellulaires situées plus en profondeur. En nanoscopie SMLM, la composante SAF collectée par l'objectif 1,7 permet en théorie de super-localiser la position axiale absolue de chaque fluorophore détecté par rapport à la lamelle avec une précision de l’ordre de 5-10 nm. Dans cet atelier, nous discuterons de la préparation des échantillons pour la micro/nanoscopie puis nous comparerons la micro/nanoscopie SAF avec les différentes approches concurrentes. Les performances seront comparées à celles obtenues avec un objectif 1,49 pendant ce même atelier et pendant l’atelier proposé par Clément Cabriel caractérisation tri-dimensionnelle de l’architecture moléculaire des podosomes. Keywords Micro/nanoscopie, fluorescence, super-critique *** A56 - MICROSCOPIE MULTIPHOTONIQUE IN-SITU ET TISSUS CLARIFIES Proposer/Coanimator Thomas Guilbert Valérie Drouet Abstract Cet atelier est dédié à la présentation de la microscopie multiphotonique, de la cellule jusqu'au petit animal. Nous présenterons les différentes possibilités offertes par la MMP aux biologistes, en particulier dans le cadre d’échantillons maintenus en survie (tranches de tissus), perfusés et d’organes clarifiés. La microscopie intra-vitale sera également évoquée. Une démonstration d’imagerie sur tranches épaisses fixées sera faite, avec explications de l’inclusion de tissus en gel d’agarose. Nous terminerons par l’imagerie d’échantillons clarifiés, tissus et organes entiers. - 30 min de présentation de la MMP et des applications possibles. Préparation des tranches, inclusion en agarose, coupe, mise en situation, explications autours de la clarification d’échantillons. - 1h30 de TP sur microscope multiphoton, passage de différents échantillons, contrastes de fluorescence, SHG/THG, tumeur en tranche, jusqu'à l’organe entier clarifié. Keywords Microscopie multiphotonique – tranches - clarification – microscopie in-situ *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 120 A57 - MULTIPLE OPTICAL TRAPS: AN EASY-TO-USE MODULE Proposer/Coanimator Philippe Girard Amine Mehidi Abstract Optical trapping provides well-controlled loads into biological molecules, allowing mechanical manipulation of individual molecules. In collaboration with us, C. Hubert from Errol has recently developed a microscope module for multiple optical tweezers that can be easily implemented on any commercial microscope port. We would like to present the originality and the potentiality of this module. As an example, we plan to use it in order to measure the dynamics of force transmission at the molecular level by using a FRET-based tension biosensor inserted in E-cadherins. In this way, we could obtain the high spatial resolution of FRET while maintaining the accurate manipulation capability of optical tweezers. Keywords Optical tweezers, micromanipulation, mechanobiology, FRET tension biosensor, cadherin *** A58 - NEW DEVELOPMENTS FOR MULTIPLEXED OBSERVATION IN FLUORESCENCE MICROSCOPY Proposer/Coanimator Thomas Le Saux Arnaud Gautier Abstract Our group has recently introduced two micro- and macro-scopy strategies allowing us for multiplexed observation of distinct fluorescent probes absorbing and emitting in the same wavelength range: Y-FAST: a small monomeric protein tag enabling to fluorescently label proteins in a specific manner through the reversible binding and activation of a cell-permeant and non-toxic ligand which becomes fluorescent upon complexation.[1] OPIOM : an imaging protocol which overcomes the limitations of spectral discrimination by exploiting the time-domain response of a reversibly photoswitchable fluorescent probe (e.g. Dronpa) submitted to an appropriate modulated illumination.[2] In this workshop, we will expose the keypoints of both strategies and implement them in various biolog [1] M.-A. Plamont et al, Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 2016, 113, 497-502; [2] J. Quérard et al, Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 2633-2637. Keywords Multiplexed fluorescence imaging, reversibly photoswitchable fluorescent proteins, fluorogen-based reporters *** 121 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A59 - PERIPHERIQUES CONNECTES: REALISATION ET PILOTAGE DEPUIS MICRO-MANAGER Proposer/Coanimator Jerome Mutterer Christian Rouviere Abstract Les systèmes clé-en-main ne permettent pas toujours de maîtriser exactement un design expérimental. Cet atelier permettra de découvrir des technologies innovantes, libres et simples d'utilisation pour mettre en œuvre le trio périphérique-microcontrôleur-logiciel. Description du microcontrôleur libre Arduino. Communication avec un ou plusieurs périphériques depuis micromanager par Ethernet ou sans fil avec un module 2.4GHz. Exemple avec micromanager: pilotage d'un dispositif mobile d’acquisition d’image : surveillance et analyse d’un tres large champ visuel dont la surface comprends plusieurs boites de Pétri. Démonstration et discussion autour de systèmes déjà réalisés ou de projets. Cet atelier est la réalisation d'un projet proposé et édité par le groupe de travail Arduino (électronique libre) du RT-mfm. Les fiches de réalisations de l'ensemble des projets du groupe seront mises à disposition sur le site internet du RT-mfm. Keywords Pilotage, périphériques, communication, paramètres environnementaux, micromanager, arduino *** A60 - PILOTAGE OPTIMAL EN MICROSCOPIE MULTIDIMENSIONNELLE Proposer/Coanimator Marc Tramier Bouchareb Otmane Abstract L'atelier vise à présenter un développement technologique du laboratoire pour optimiser la vitesse de pilotage d'un microscope et de ses périphériques. Pour observer le vivant, un enjeu majeur de la microscopie est de pouvoir suivre rapidement les évènements dynamiques observés. Il s’agit donc d’optimiser la vitesse d’acquisition d’images multidimensionnelle (temps, z, couleurs, position de la platine du microscope…). Notre projet a été de développer un module de communication multidirectionnelle des périphériques via un boitier électronique de commande hors-soft et asynchrone. Cet atelier fait la preuve de concept de l'utilisation de ce boitier pour des acquisitions optimisées. Il s'agira de faire un comparatif avec des acquisitions classiques utilisant un pilotage centralisé par logiciel. Keywords Microscopie de fluorescence - vitesse d'acquisition- pilotage asynchrone - communication multidirectionnelle *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 122 A61 - PREPARER UN EMBRYOÏDE CAPSULE D’HYDROGEL CELLULAIRE HUMAIN POUR L’IMAGERIE RAPIDE, INCLUSION EN Proposer/Coanimator Kévin Alessandri Elvire Guiot Abstract Nous proposons au cours de cet atelier de montrer aux participants la préparation et l’imagerie d’embryoïdes. Nous encapsulerons un nombre contrôlé de cellules dans une coque d’Alginate, pour les manipuler, les cultiver, les confiner et les imager. Le système de microfluidique pour l’encapsulation a été développé par l’équipe de Pierre Nassoy (Alessandri 2013, PNAS). Les cellules encapsulées s’agrègent, se divisent puis forment des agrégats cellulaires qui peuvent être considérés comme un modèle d’épiblaste (le tissu dont le lignage est exclusivement embryonnaire chez les mammifères). Les échantillons seront imagés en trois dimensions au cours du temps (4D) sur un microscope à feuille de lumière commercial (DLS Leica), puis nous analyserons les résultats et présenterons quelques techniques d’analyse biomécanique grâce aux mesures des variations géométriques de la capsule d’hydrogel. Keywords hIPSC, 3D cell culture, embrioid bodies, microfluidics, SPIM *** A62 - PRINTING PROTEIN MICROPATTERNS FOR CELLULAR IMAGING Proposer/Coanimator Vincent Studer Pierre-olivier Strale Abstract Recent studies in the field of cell biology have demonstrated the potential of protein micropatterns as a powerful tool to control the cellular micro-environnement and cell morphology. In this workshop we will introduce a new method for easy and fast printing of protein micropatterns. This method, named LIMAP (Light Induced Molecular Adsorption of Proteins) is based on a water-soluble photo-initiator which is able to tune the antifouling property of a treated substrate when exposed to near UV light by a photoscission mechanism. We use a widefield DMD based projection system, namely the PRIMO apparatus, plugged to a conventional epifluorescence microscope to generate arbitrary grayscale patterns of UV light. Consequently, micron-scale adhesive patterns, onto which proteins can adsorb, are printed on an antifouling PEG background within seconds. Keywords Micropatterning, live cell imaging, cell based assays, protein printing, co-culture *** 123 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers A63 - PROTRUSION FORCE MICROSCOPY Proposer/Coanimator Renaud Poincloux Anais Bouissou Abstract Les podosomes sont des structures sous-micrométriques qui sont capables de générer des forces de protrusion sur l’environnement extracellulaire. Nous avons développé une méthode, que nous avons appelé Protrusion Force Microscopy, afin d’évaluer l’amplitude de ces forces. Nous ferons la démonstration de cette méthode, qui consiste à cultiver des macrophages sur un film suspendu de Formvar®, et à mesurer par microscopie à force atomique les déformations nanométriques générées par les podosomes. Nous présenterons comment, en se basant sur les mesures des propriétés mécaniques du Formvar, sur les mesures de l’architecture des podosomes et sur un modèle mécanique approprié, nous pouvons extraire une carte de force à partir de ces déformées. Cet atelier sera couplé à un atelier organisé par Sandrine Lévêque-Fort et Nicolas Bourg (ISMO, Orsay) sur l’imagerie supercritique des podosomes. Références : Proag A et al. ACS Nano 2015 Proag A et al. Methods 2015 Labernadie A et al. Nat Com 2014 Keywords Atomic Force Microscopy, podosomes *** A64 - RECALAGE TRIDIMENSIONNEL X, Y, Z EN NANOSCOPIE Proposer/Coanimator Thomas Mangeat Pierre Bon Abstract L'atelier devra sensibiliser, expliquer et puis proposer des solutions en terme recalage XYZ pour les applications en nanoscopie. Le contrôle temps réel des dérives XYZ et le recalage à posteriori des dérives mécaniques à l'échelle nanométrique sont des problèmes technologiques important à résoudre pour un très grand nombre d'applications nano: pointillismes, suivie de molécules uniques, pince optique, et enfin technique d'imagerie corrélative (ICS, STICCS, PIV et flux optique).Nous présenterons une partie théorique et les différentes stratégies existantes. Nous présenterons deux technologies : Ces techniques utilisent l'information d'intensité et de phase d'un élèment diffusif et autorise une très grande précision de recalage.La première est basée sur l'utilisation d'une caméra de phase. La deuxième utilise une technique largement utilisée en pince optique appellée Back Focal Plane intérferometry. Keywords Caméra de phase, back focal plane interferometry, recalage tridimensionel, temps réel. *** Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 124 A65 - RECONSTRUCTION ET MODELISATION STATISTIQUE DE DISTRIBUTIONS SPATIALES 3D AVEC LE LOGICIEL FREE-D Proposer/Coanimator Eric Biot Philippe Andrey Abstract L'imagerie biologique en 3D est un outil pour analyser la distribution spatiale des cellules, des compartiments ou des protéines. Une seule observation ne permet pas de mettre en évidence des principes d'organisation spatiale. Nous avons développé une stratégie pour intégrer au sein de représentations statistiques normalisées des données issues de plusieurs échantillons. Objectifs: - les principes et les concepts d’une stratégie d’intégration de données d’imagerie dans des représentations statistiques. - pratique du logiciel Free-D : * reconstruction de modèles géométriques 3D à partir de piles d’images; * recalage multiple et moyennage de surfaces sur des ensembles de modèles 3D; * normalisation spatiale non-linéaire entre modèles 3D; * estimation paramétrique de densité et cartographie statistique d’objets ponctuels. La démonstration portera sur l’étude de la distribution spatiale 3D d’une protéine dans des cellules végétales, d'autres domaines pourront être présentés Keywords Microscopie confocale 3D, intégration de données, analyse de la distribution spatiale 3D, Free-D *** A66 - SUPER RESOLUTION SIM ET MICRO PATTERNING Proposer/Coanimator Steven Nedellec Philippe Hulin Abstract Nous avons comme projet d'atelier d'associer l'imagerie en super résolution SIM avec les techniques de micro patterning "home made". Nous envisageons de préparer des échantillons biologiques fixés sur des supports préalablement traités via la technologie Primo (Alvéole) afin de passer les échantillons en 3D SIM et d'associer cette technique à une approche de screening. A l'heure actuelle, les projets biologiques qui seront appliqués à cette méthode restent encore à définir de notre côté, il s'agirait d'expériences de translocation, internalisation, tracking sub cellulaire. Il s'agit de projets déjà éprouvés en confocal et pour certains testés en SIM mais pas encore sur des patterns, chose que nous validerons dans les semaines à venir. Le déroulé de l'atelier consisterait en: 125 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers - Rappel de la méthodologie SIM - Explication du micropatterning - Acquisition d'échantillons fixés et traitement des données (type screening) - Test sur échantillons vivants Keywords Structured Illumination Microscopy, MicroPatterning *** A67 - SUPER-RESOLUTION 3D PAR IMAGERIE DE PHASE EN FLUORESCENCE Proposer/Coanimator Pierre Bon Jeanne Linarès Abstract L'imagerie de phase a été développée pour l'imagerie sans marquage. Elle permet bon nombre d’études sur des objets biologiques (de la bactérie au tissu biologique) mais également sur échantillons calibrés. En particulier, les récentes avancées ont montrées que l’information de phase provenant d’objets absorbants (ex. nanoparticules métalliques) donne accès à une super-localisation 3D des particules avec une précision nanométrique et ce en une seule image. La transposition de ce concept à l’imagerie de fluorescence permet d’obtenir une superlocalisation 3D de molécules fluorescentes applicable directement à la microscopie de super-résolution 3D par clignotement. Au sein de ce TP, je discuterai de la problématique de la super-résolution 3D puis des différentes techniques existantes permettant cette mesure 3D. Je me concentrerai alors plus particulièrement sur le concept de l’imagerie de phase en fluorescence pour discuter du concept mais également des avantages et inconvénients. Keywords Super-résolution 3D, interférométrie, dSTORM, imagerie de phase *** A68 - TEMPERATURE MICROSCOPY IN LIVING CELLS Proposer/Coanimator Guillaume Baffou Hadrien Robert Abstract Nous avons récemment développé une technique de microscopie thermique pour la biologie. Cette technique est basée sur l'utilisation d'une caméra de front d'onde. Elle permet d'imager le champ de température dans des cellules en culture avec une résolution spatiale de 500 nm, une sensibilité de 1°C et une vitesse d'acquisition de 1 Hz. Keywords Cell biology, temperature, microscopy, phase imaging Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 126 *** A69 - COMMENT GENERER DU CONTRASTE SUR N'IMPORTE QUEL MICROSCOPE SANS AVOIR RECOURS A LA FLUORESCENCE ? DE L'ILLUMINATION OBLIQUE JUSQU'A L'IMAGERIE DE PHASE QUANTITATIVE. Proposer/Coanimator Pierre Bon Jeanne Linarès Abstract Bien que souvent négligée, une simple observation à l'oeil ou avec une caméra scientifique standard peut donner bon nombre d'information sur l'échantillon. Au sein de cette atelier je montrerai comment l'utilisation de stratégies coûtant de 0€ (ex. illumination oblique) à 40k€ (imagerie de phase) peut permettre l'observation et le suivi de cellules et quelles informations peut-on tirer de chaque approche. J'emploierai un certain nombre de trucs et astuces simples à mettre en œuvre tout en restant compatibles avec l'imagerie de fluorescence spécifique. Le but de ce TP est de reprendre les bases de l’imagerie et de décomplexer les utilisateurs voyant le microscope comme une boîte noire à laquelle il ne faut pas toucher d'une part et de mettre ce que des concepts plus onéreux (imagerie de phase) peuvent apporter à une problématique en biologie. Keywords Imagerie sans marquage, Mon-microscope-est-mon-ami, savoir et oser bidouiller sur un microscope, imagerie de phase quantitative *** A70 - COORDINATE-BASED QUANTIFICATION OF SINGLE-MOLECULE LOCALIZATION MICROSCOPY DATA Proposer/Coanimator Florian Levet Anne Beghin Abstract In this workshop we will present various analytical methods designed to quantify singlemolecule localization microscopy (SMLM) data directly from the localization coordinates. It aims at guiding users for choosing the most appropriate methods to their problem. This workshop will focus on various freely available tools (Lama, Visp, MosaicIA, SR-Tesseler, KRipley’s function, etc.) that use localization coordinates for quantification. We will use custom simulations, experimental data as well as datasets acquired during MiFoBio when possible. We will discuss how experimental parameters, such as blinking, photoactivation and labelling efficiency, can affect the quantifications and how they can be taken into account. We will discuss the pros and the cons of the presented methods by summarizing their capabilities with respect to a few categories (ease of use, number of parameters, interpretation of the results, graphical feedback, etc.). Keywords Single-molecule localization microscopy, coordinate-based quantification, segmentation, molecular counting 127 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers *** A71 - COULD ELASTICITY DIFFERENCE BE MEASURE ON NUCLEUS? Proposer Nelly Dubrulle Abstract The mechanical properties of the nucleus play an important role in the physiology of the cell, however there is no clear and non-invasive way to measure these properties. Here we aim at trying to identify stiffness differences between nucleus from a WT and a mutant line. This mutant line is impaired nucleus structural proteins. The feasibility of nucleus measure is the first goal of this experiment, and it's applies to any cell with a nuclei. Mechanics of nucleus of animal cell is more known than mechanics of plant nuclei. This test could be used as a first comparison between plant and animal. Keywords AFM, Nucleus, elasticity, plant *** A72 - DECIPHERING LIPID DROPLET BIOGENESIS WITH LIVE STED IN PLANT TISSUES. Proposer/Coanimator Patrice Mascalchi Lysiane Brocard Abstract In Green energy transition, Lipid Droplets (LDs) could play an important role in biofuel production, especially when produced by non-edible plant parts. In this way, knowledge of LDs biogenesis is required but remains unknown. Particularly, identification of protein partners involved in this mechanism is missing. Recently, a new LD protein has been discovered thanks to LD proteome (ongoing project). In this exploratory workshop, we propose to observe the localization of this new marker in live plant tissues using STED super-resolution imaging technique. First part will focus on the comparison of several fluorescent proteins as candidates for the best conditions to perform this live STED experiment. For the next part, we will evaluate the STED resolution potential for the localization of this LD marker. In parallel, the same measurement will be achieved with a Tri-Acyl-Glycerol lipid marker. Final trial will address the possibility to follow the dynamic evolution of LD with STED imaging Keywords Lipid droplet, STED, live, plant, tissue *** A73 - DECOUVERTE D'UNE TECHNIQUE D'IMAGERIE SANS MARQUAGE : LA MICROSCOPIE TOMOGRAPHIE DIFFRACTIVE Proposer/Coanimator Matthieu Debailleul Bertrand Simon Abstract Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 128 Durant cet atelier, nous évoquerons tout d'abord les principes de la microscopie holographique. La présentation d'une observation expérimentale permettra de montrer les intérêts et les limites de cette technique. Nous montrerons ensuite comment il est possible d'améliorer sensiblement la résolution des images obtenues précédemment en utilisant une technique à synthèse d'ouverture : la microscopie tomographique diffractive. Nous montrerons l'intérêt de cette technique originale qui permet d'obtenir une image tri-dimensionnelle des propriétés optiques du spécimen observé en une dizaine de secondes. Les participants à l'atelier souhaitant amener des échantillons (préparés entre 2 lamelles) seront les bienvenus. Keywords Tomographie diffractive, holographie, imagerie sans marquage, traitement de l'image *** A74 - DISPOSITIF DE CONTROLE DE FRONT D’ONDE ULTRA RAPIDE POUR FOCALISER DANS DES MILIEUX DIFFUSANTS BIOLOGIQUES Proposer Baptiste Blochet Abstract La microscopie optique des tissus utilise les photons balistiques pour reconstruire l'information en profondeur. Récemment, des techniques de contrôle de front d'onde par des modulateurs spatiaux de lumière (SLM) ont été développées pour reconstruire l'information portée par les photons multi-diffusés et imager en régime de diffusion multiple. Le temps rapide de décorrélation des tissus vivants impose cependant l'utilisation de SLMs également rapides. Nous présenterons un workshop dans lequel un modulateur de phase à base de MEMS, ultra-rapide (10 kHz) sera utilisé pour refocaliser la lumière incidente au travers d’un milieu physico-chimique modèle pour permettre aux utilisateurs de se familiariser avec ces nouvelles techniques de refocalisation des photons diffusés. Nous pourrons envisager de tester la focalisation à travers différents échantillons biologiques accessibles lors de la conférence ainsi que de coupler ce système aux autres plateformes d’imagerie disponibles. Keywords Imagerie en milieu diffusant, Contrôle de front d'onde *** A75 - EXPLORING MULTIPLE COLOR 3D STORM MICROSCOPY Proposer/Coanimator Lydia Danglot Tristan Piolot Abstract We plan to use multiple color STORM microscopy to unravel the position of different molecules in super-resolution microscopy on fixed samples. We will try both neuronal cells and classical epithelial HeLa cells. Depending on the availability in the culture room 129 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers we could also test autofluorescent marine organism. As an exploration workshop we will make our best to image 2 to 4 fluorophores on our samples in 3D. The position of the molecules will be merge with our counterstained cells imaged in 3D thanks to the spinning disc. Keywords 3D STORM, super-resolution, spinning-disc *** A76 - IMAG’IN ADULT BRAIN POUR UNE ANALYSE 3D ? NETWORK: COMMENT CONCILIER RESOLUTION ET PROFONDEUR Proposer/Coanimator Lydia Danglot Alexandre Dufour Abstract L’imagerie du système nerveux nécessite d’apprivoiser les différentes échelles biologiques : de la mosaïque d’image en 3D pour l’imagerie des réseaux neuronaux jusqu’à la superrésolution pour visualiser les récepteurs en nanodomaines synaptiques. Lydia Danglot (Neurobiologiste, Inserm) et Alexandre Dufour (Intelligence artificielle et traitement d'image, Institut pasteur) proposent ici un atelier combinant l’acquisition d’image multicouleur en profondeur (confocal et STED 3D) suivit des méthodes disponibles pour la visualisation et la quantification de l’arborisation neuronale et des molécules synaptiques. L’atelier commencera par un bref rappel sur les bonnes pratiques destinées à l’imagerie en profondeur (échantillonnage, résolution, milieu de montage, objectif, transparisation). Il sera suivit par une série d’acquisition en profondeur sur des coupes de tissus classiques ou clarifiées. Enfin les méthodes d’analyse morphométriques seront présentées (Imaris, Vaa3D, ImageJ et Icy). Keywords 3D, neurones, synapse, imagerie en profondeur, STED, transparisation, résolution, segmentation, quantification. *** A77 - IMPRESSION 3D POUR LA BIOLOGIE ET SES SYSTEMES D'ACQUISITION Proposer/Coanimator Brice Detailleur Ludovic Leconte Abstract La finalité de cet atelier est de savoir manipuler une imprimante 3D en créant une pièce de A à Z ! L’atelier a pour objectif d’acquérir les bases théoriques et pratiques de la conception 3D assistée par ordinateur (CAO) à partir des logiciels Solidworks et Freecad. Des pièces pour la microscopie seront proposées et réalisées (chambre micro-fluidique, inserts de microscope, porte-lame, bague C…) Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 130 - Dans un premier temps, nous expliquerons le fonctionnement d’une imprimante 3D et listerons les différents techniques & modèles. - La seconde phase consistera à utiliser un des logiciels de CAO qui sera préalablement présenté. - Une fois la conception de la pièce terminée, nous utiliserons deux imprimantes 3D FDM et polyjet, le prêt de l'imprimante 3D FDM est acquis (les modalités sont à définir) Keywords Imprimante 3D, prototypage rapide, micro-usinage, CAO, Solidworks, freecad, plateforme d'imagerie, résine, micro-fluidique *** A78 IN TOTO IMAGING OF DEVELOPING EMBRYOS BY SPIM (PHASEVIEW UPRIGHT MICROSCOPE OR LEICA INVERTED MICROSCOPE) OR HORIZONTAL 2-PHOTON LSM (LAVISIONBIOTECH) Proposer Nadine Peyrieras *** A79 - INDUCTION OF MICROPATTERN OF BIOLOGICAL ACTIVITY BY HIGH-RESOLUTION OPTOGENETIC CONTROL THROUGH A DMD MODULE. Proposer Olivier Destaing Abstract We propose to use DMD technology to induce micropattern of Src kinase activity by using light patterning induced by DMD. These types of patterns should be the following steps in the control of cell shape after the use of microfabricated micropatterns. Indeed, thèse patterns are modulable by simple change of light patterning and allow investigating the dynamic response of a cellular system in addition to its steady state régime. We propose to use two types of optogentic probes allowing to control Src activity in space and time and then to control adhésion formation and turnover. Keywords Optogenetic, Tirf multiple wavelength, DMD , multipositions *** A80 - LE POINTILLISME : ETAT DES LIEUX Proposer/Coanimator Béatrice Durel Pierre Bourdoncle Abstract Dans cet atelier, nous nous proposons de rappeler les éléments indispensables nécessaires sur un microscope pour les techniques de microscopie par pointillisme. Pour cela nous proposons de travailler sur 2 systèmes différents (GSD-3D Leica et Vutara Bruker) pendant l'atelier, cela permettra aux participants d'avoir des éléments de comparaison pour mieux comprendre les points clés de la technique de pointillisme. 131 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers Nous feront un point sur la situation concernant les items suivants : - multi-couleurs (préparation des échantillons, choix des fluorochromes, tampons de clignotement… où en est-on?) Nous observerons l'efficacité de clignotement de différents fluorochromes, selon la puissance de laser appliquée. - 3D (lentille cylindrique ou biplan : avantages et inconvénients, outils disponibles de reconstruction et d'analyse, précision de localisation…) - Analyse post acquisition : quels logiciels libres, avantages et inconvénients, paramètres… Keywords Super résolution PALM STORM, multi marquages, 2D, 3D, traitement d'images *** A81 - LEGOLISH LEARNING LIGHT SHEET MICROSCOPY PLAYING WITH LEGOS Proposer Jordi Andilla Abstract Breaking the co-linear configuration of standard EPI-fluorescence microscopes, as it is done in Light Shet microscopy, can be somehow puzzling. This workshop will present the LEGOLish. This device is completely build with LEGO pieces and includes all the elements present in a Light Sheet microscope system. The workshop will include a quick explanation of the system, the main parts of the device, a demonstration using test samples and, finally, it will be possible to make some tests with samples from the participants on the workshop. This device is an outreach initiative from the ICFO, the IRB and the CRG from Barcelona to facilitate the understanding of light sheet microscopy. Keywords Light Sheet, LEGO, Microscopy, outreach *** A82 - MAITRISE DES CONDITIONS EXPERIMENTALES D’IMAGERIE PHOTONIQUE Proposer/Coanimator David Geny Damien Schapman Abstract La maîtrise des conditions expérimentales est souvent négligée lors d’acquisition sur cellules vivantes. Or des variations de températures, de concentration en CO2, et autres paramètres influent sur plusieurs facteurs d’imagerie tels que l’alignement laser, la résolution latérale/axiale ou encore la viabilité cellulaire, facteurs qui peuvent mettre en cause la fiabilité des résultats pour une étude au cours du temps Nous proposons ici une sensibilisation au contrôle de ces différentes conditions Nous effectuerons une expérience d’imagerie time lapse en super résolution sur cellules vivantes, ce qui nous permettra de visualiser en et constater l’effet des variations de flux d’air, de température et de concentration en CO2 sur le microscope et sur l’échantillon Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 132 biologique (résolution, drift Z, viabilité cellulaire…) directement lors de l'acquisition. Nous présenterons des recommandations et des solutions techniques éventuelles pour répondre aux effets constatés. Keywords Dérive, Microscopie Confocal et Plein Champ, Time-Lapse, Microscopie de superrésolution, Conditions Expérimentales, métrologie *** A83 - MICROSCOPIE CONFOCALE DE REFLEXION COUPLEE A LA FLUORESCENCE POUR ETUDIER L'INTERACTION DE CELLULES AVEC LA SURFACE DE MATERIAUX OPAQUES ET/OU STRUCTURES Proposer/Coanimator Tatiana Petithory Laurent Pieuchot Abstract Dans cet atelier, nous proposons de présenter une technique d’observation de cellules en contact avec des surfaces micro-structurées opaques comme du titane, des polymères ou des céramiques. Le système d’imagerie repose sur un microscope confocal droit équipé de modes de réflexion, de fluorescence, et d'objectifs à immersion à eau. Ce montage permet d’acquérir simultanément des images de fluorescence et de réflexion. Cette approche permet d'observer le comportement dynamique des cellules et des organites à l’interface de surfaces structurées et opaques sans avoir à retourner le système, et en s’affranchissant des problèmes liés à la distance focale. Le comportement cellulaire est ainsi instantanément corrélé à la topographie de surface. Keywords Confocal droit surfaces opaque structurée cellules vivantes réflexion fluorescence live imaging *** A84 - PILOTAGE D'UNE SOURCE MULTI-LED ET APPLICATION A UNE SONDE PHOTO-INDUCTIBLE: CRY2-CIBN Proposer/Coanimator Sebastien Schaub Maéva Gesson Abstract L'objectif de cet atelier est de combiner un développement instrumental simple et un outil biologique adaptable. Instrumentalement, on présentera : - les éléments optiques du système multi-LED, - l'architecture Arduino, - le pilotage à la fois manuel, par ordinateur et par smartphone (Bluetooth). Via le logiciel d'acquisition (micromanager ou autre….) il permet d'acquérir rapidement des séquences d'illumination variables. 133 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers On appliquera le système à un modèle biologique permettant d'étudier une interaction protéine-protéine. Dans le système Cry2/CIBN, cette interaction est induite par une excitation lumineuse, qui a l'avantage d'être réversible. Afin d'illustrer le phénomène, au moyen de la protéine membranaire tagguée Cry2-GFP, nous montrerons le recrutement à la membrane d'une protéine cytoplasmique tagguée CIBN-mCherry. On discutera de l'adaptation de l'outil en fonction de la problématique des participants. Keywords Arduino, instrumentation, Cry2CIBN, photo-induction *** A85 - SPATIAL DISTRIBUTION ANALYSIS OF 3D INTRACELLULAR EVENTS Proposer/Coanimator Thierry Pécot Charles Kervrann Abstract Automatic analysis of the spatial distribution of intracellular events such as segmented subcellular structures or dynamic processes like vesicle trajectories is crucial for understanding molecular mechanisms involved in cell functions. In this workshop, we propose to present QuantEv, a generic and non-parametric framework to quantitatively analyze and visualize the spatial distribution of intracellular events observed in 3D fluorescence video-microscopy for different cells. We will show how to use QuantEv on a few case examples through the Mobyle web portal developed by the SERPICO team (http://mobyle-serpico.rennes.inria.fr/). Additional methods for image co-localization and trajectory classification will also be presented at the end of the workshop. The participants will be invited to test their own images, potentially acquired with the set-ups on site. Keywords Spatial distribution quantification and visualization, bioimage informatics, applied mathematics and computer science, fluorescence microscopy. *** A86 - TIME-GATED MICROSCOPY USED TO RESOLVE TERBIUM TO QUANTUM DOT FRET IN CELLS Proposer/Coanimator Marcelina Cardoso dos santos Niko Hildebrandt Abstract Time-gated FRET using the unique material combination of long-lifetime terbium complexes (Tb) and semiconductor quantum dots (QDs) provides many advantages for highly sensitive and multiplexed biosensing. Although time-gated detection can efficiently suppress sample autofluorescence and background fluorescence from directly excited FRET acceptors, Tb-to-QD FRET has been rarely exploited for biomolecular imaging. During this workshop we would like to present and teach time-gated microscopy applied to detect Tb-to-QD FRET that can be applied for imaging of live or fixed cells. The broad usability of Tb-to-QD FRET can be demonstrated by intracellular multicolor Tb-to-QD FRET Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 134 using microinjection as well as cell penetrating peptide mediated endocytosis with HeLa cells. Multiplexed biosensing at very low concentrations (~nM), and the quick and sensitive detection are highly important advantages for advanced live cell imaging of biomolecular interactions. Keywords FRET, cell biosensing, time-gated microscopy, time-resolved measures *** A87 - WHICH SUPER-METROLOGY TOOLS FOR SUPER-RESOLUTION MICROSCOPY? Proposer/Coanimator Orestis Faklaris Jean-bernard Fiche Abstract The objective of this workshop is to define the tools and methods for measuring the performances of PALM/STORM microscopes. We address the importance of major parameters: the sample preparation (fixation-permeabilisation), the labeling density, the acquisition/filtering settings (number of frames, laser power). The workshop is divided into three parts. First, we will test biological samples (cell filaments) to address the parameters that alter the final resolution (antibody distances, labeling artefacts). Second, we will use DNA-Origami (home-made and commercial) and define preparation/acquisition protocols. Origamis are a new promising tool for metrology due to the well-defined dye distance, but there are still open questions regarding the distance homogeneity. Finally, a concluding interactive discussion will help to summarize the experimental results and show how metrology can improve the quality and interpretation of super-resolution measurements. Keywords Metrology, artefacts, super-resolution microscopy, microtubules, origami, Rayleigh distance *** A88 -CAMERA SIMULATION ENGINE (VIRTUALLY TEST CAMERA PERFORMANCE) Proposer Rémy Flores-Flores Abstract Quantitative fluorescent imaging requires optimization of the complete optical system including the detector. Such considerations are especially true for precision localization microscopy such as PALM and STORM where the precision of the result is limited by the noise in both the optical and detection systems. Here, we present a Camera Simulation Engine (CSE) that allows comparison of imaging results from CCD, CMOS and EMCCD cameras under various sample conditions and can accurately validate the quality of precision localization algorithms and camera performance. We have used the Camera Simulation Engine to validate experimental data showing that certain current scientific CMOS technology outperforms EMCCD in most super resolution scenarios. Our results 135 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 FICHES descriptives des ateliers support using the CSE to efficiently and methodically select cameras for quantitative imaging applications. Furthermore, the CSE can be used to robustly compare and evaluate new algorithms for data analysis and image reconstruction. Keywords Camera Simulation Engine (CSE), Scientific CMOS, EM7CCD, localization microscopy super resolution *** A89 - FLUOSIM: SINGLE MOLECULE DYNAMICS SIMULATOR FOR LIVE CELL FLUORESCENCE IMAGING AND SUPER-RESOLUTION MICROSCOPY Proposer/Coanimator Olivier Thoumine Matthieu Lagardère Abstract We have built a software that mimics live cell imaging experiments in cell biology (Lagardère et al.). The simulator calculates and displays in real time the positions and intensities of millions of molecules in cell geometries imported from 2D images. Positions are updated according to dynamic properties (diffusion, trapping, flow), and intensity is based on laser power and photo-physics (activation, bleaching). The program can mimic typical experiments including Single Particle Tracking, Fluorescence Recovery After Photobleaching, and Fluorescence Correlation Spectroscopy. This simulator can thus greatly help researchers to design, interpret and predict their experiments. We want to demonstrate this simulator to a large audience of researchers interested in live cell imaging. It is very user-friendly and can serve as a tool to teach fluorescence based bio-imaging. We want both to have the feedback of users on the capacities of our simulator, and disseminate its use. Keywords Monte Carlo simulations, Diffusion-Reaction, Single Particle Tracking, Fluorescence Recovery After Photobleaching, Fluorescence Correlation Spectroscopy *** A90 - LA MICROSCOPIE STED : DE LA PREPARATION A LA SUPER RESOLUTION Proposer/Coanimator Nicolas Goudin Corinne Lebreton Abstract Le STED 3X technique de super résolution Dans le cadre d'une étude de structures biologiques à la limite ou en dessous de la limite de résolution optique, nous allons aborder la technique STED. Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 136 Nous décririons succinctement le principe de cette technique afin de comprendre par la suite le choix des sondes fluorescentes et les contraintes de préparation des échantillons. Nous travaillerons ensuite sur 2 type d'échantillons biologiques : Une étude de colocalisation triple marquage sur cellules (Caco2) avec marquage de structures vésiculaires (endosomes et lysosomes) d'un technique duolink pour des interactions et enfin un marquage des fibres de stress de la cellule. Le second échantillon est un marquage simple des centrosomes, structures subcellulaires. Tout au long des acquisitions nous ferons systématiquement un parallèle images STED vs images Confocal Keywords Super resolution / STED / colocalisation / isotropie *** A91 - SIMULATION ET ANALYSE DE TRAJECTOIRES INTRACELLULAIRES OU MEMBRANAIRES Proposer/Coanimator Hugues Berry Cyril Favard Abstract L'objectif de cet Atelier est de donner les bases pratiques pour la simulation par ordinateur des principaux types de mouvements aléatoires observés dans la cellule ou ses membranes: marches aléatoires discrètes ou en temps continu, modèles de diffusion anomale, mouvement intermittent Brownien / actif (balistique), coefficient de diffusion dépendant de l'espace... Nous présenterons aussi les techniques de base d’analyse des trajectoires ainsi générées, telles que le déplacement quadratique, les moyennes temporelles et d’ensemble, la distribution des angles, les fonctions cumulatives des déplacements, etc. Afin d'éviter les obstacles dus au langage de programmation, nous proposerons d'utiliser un langage simple d'utilisation et souvent déjà utilisé par beaucoup, par exemple les langages de type Matlab/Scilab/Octave/SciPy. Keywords Trajectoires, Marches aléatoires, Simulation, Classification *** 137 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 SPONSORS SPONSORS Sponsor Equipements et consommables Combo Microtech Olivier Chanteux [email protected] 15 rue du Chêne Germain 35510 Cesson-Sévigné +33(0)7 81 405 406 Volumic https://www.imprimante-3dvolumic.com/fr/volumic-3d.cfm Cédric Cecconi [email protected] Optoprim http://www.optoprim.com/ François Beck [email protected] Yann Joly [email protected] Mokascience http://www.mokascience.com/ Karine Labour [email protected] Jeremy Schilling [email protected] Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 138 Sponsor Pauses café et Prix PI https://www.physikinstrumente.com/ Stephane Bussa [email protected] Ultivue, Inc. http://www.ultivue.com/ Louis Levy [email protected] 763D Concord avenue, Cambridge, MA 02138-1044 Office: (+1) 617-945-2662 | Mobile: (+1) 617-319-7935 Chromalys http://www.chromalys.fr/ Marc Verelst [email protected] Ibtissem Gueriri Drissi [email protected] Irisiome Romain Royon [email protected] Romain Dubrasquet [email protected] Iprasense http://www.iprasense.com/ Geoffrey Esteban [email protected] Arivis https://www.arivis.com/ Christophe Dossantos [email protected] David Wiles [email protected] Belambra http://www.belambra.fr/ 139 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 PARTENAIRES PARTENAIRES CULTURE CELLULAIRE MIFOBIO 2016 http://www.dutscher.com Marianne MARCEAU [email protected] 33(0)4.78.43.85.05 33(0)6.23.38.97.86 http://www.eppendorf.fr Olivier MBAREK [email protected] 33(0)1 30 15 67 45 33 (0)6 24 64 69 25 http://www.bertin.fr/ Olivier VARET [email protected] 33(0)1 39 30 62 91 33(0)6 79 13 03 96 http://www.thermoscientific.com Pascal PLUQUET [email protected] 33(0)6.86.16.91.82 Majid TOUKA [email protected] 33(0)6 82 84 61 09 http://www.ozyme.fr/ Isabelle AUFORT [email protected] 33(0)1 30 85 92 92 33(0)6 75 01 40 77 Pierre-Olivier de FRANCO [email protected] 33(0)6 70 79 48 38 http://www.clinisciences.com Florence LEFEU [email protected] 33(0)9 77 40 09 09 http://www.hettichlab.com Nicolas RUBENSTRUNK [email protected] 33(0)4 72 49 01 62 33(0)6 72 62 68 27 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 140 PARTENAIRES MIFOBIO 2016 AbbeLight http://www.abbelight.com/ Jean Baptiste Marie [email protected] Andor –Bitplane http://www.andor.com/ William Fresquet [email protected] Bruno Combettes [email protected] Georgia Golfis [email protected] AMS Technologies http://www.amstechnologies.com/fr/home/ Jean-lou Gauzere [email protected] Valérie Stachow [email protected] ARGOLIGHT Dr. Gautier PAPON - Co-Founder & CEO Tel : +33 (0)6 31 64 26 67 Argolight, A Precision Company www.argolight.com Alveolab www.alveolelab.com Mathieu Opitz [email protected] Aurélien Duboin [email protected] BIOAXIAL http://www.bioaxial.com/ Georges Tabary [email protected] 24 rue du Faubourg Saint-Jacques 75014 Paris, FRANCE Tel : +33 (0)6 52 01 76 49 141 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 PARTENAIRES Mifobio 2016 BRUKER NANO SURFACES DIVISION https://www.bruker.com/fr.html jerome Beaumale [email protected] Michel Biocco [email protected] 7 rue de la Croix Martre 91120 Palaiseau, France Tel : +33 1 72 86 61 04 COHERENT FRANCE Jean-Luc TAPIÉ - Directeur Commercial, Coherent Francetel : +33 1 80 38 10 11 portable: +33 6 09 17 40 72 Dom. Techno. de Saclay – Bat. Azur 4 rue Rene Razel, 91892 Orsay Cedex – France [email protected] www.coherent.com Errol http://www.errol-laser.com/ Christian Hubert [email protected] GE Healthcare www.gelifesciences.com David Pointu [email protected] Florian Bossard [email protected] HAMAMATSU PHOTONICS France www.hamamatsu.fr Antoine Discher [email protected] Bruno Enica [email protected] 8, Rue du Saule Trapu Parc du Moulin de Massy, 91882 Massy Cédex – France Tel : 01 69 53 71 00 Innopsys http://www.innopsys.com/fr/ Benjamin Berteloite [email protected] Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 142 LAVISION BIOTEC GmbH Christian Feuillet - Technico commercial TEl : 07 85 27 81 15 LaVision BioTec GmbH, Astastr. 14, 33617 Bielefeld Tel : 00 49 521 915139-0 [email protected] www.lavisionbiotec.com LEICA MICROSYSTEMS Stéphane GUEGUEN Tel : 06.11.29.37.42 [email protected] 86, avenue du 18 Juin 1940 92563 Rueil-Malmaison – France Tel : 01 47 32 85 32 www.leica-microsystems.com LORDIL www.lordil.fr Emmanuel Humbert [email protected] Mickael Morgant [email protected] 54, Chemin des Vignes 83560 Vinon sur Verdon Mobile : 06 32 85 96 44 Loreal http://www.loreal.fr/recherche---innovation Nicolas Tissot [email protected] Thomas Bornschlögl [email protected] 1 avenue Eugène Schueller BP22 93600 Aulnay-sous-Bois – France Luxendo http://luxendo.eu/ Jürgen Mayer [email protected] Malte Wachsmuth [email protected] 143 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 PARTENAIRES Mifobio 2016 NEWPORT SPECTRAPHYSICS www.spectra-physics.com Sabrina Pfeffer [email protected] Guy Flaquière [email protected] Spectra-Physics 9, rue du Bois Sauvage 91055 Évry Cedex - France Office Tel: +33-1-60-91-68-68 NIKON FRANCE S.A.S Sandrine Batard Sales administration & Marketing Manager DDI : +33(0)1 45 16 45 29 Mob : +33(0)6 85 59 47 48 [email protected] 191 rue du marché rollay 94504 Champigny/Marne Cédex – France. www.nikon.fr OLYMPUS France Philippe Rouhier, Directeur Bio-industrie France et Benelux [email protected] 74 rue Arcueil – SILIC 165 94533 Rungis – France Tel : 01 45 60 23 46 www.olympus.fr OPTON LASER INTERNATIONAL Alessia QUATELA, OPTON LASER INTERNATIONAL Parc Club Orsay Université 29, rue Jean Rostand 91893 ORSAY Cedex - FRANCE Tel : +33-(0)1.69.41.04.05 Fax : +33-(0)1.69.41.32.90 Web Site : www.optonlaser.com Mail : [email protected] Oxxius http://www.oxxius.com/fr Pascal Voluer [email protected] Arnaud Maguis [email protected] Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 144 PERKIN ELMER Evelyne de Bouteiller, Marcom Specialist France [email protected] Phone : +33 (0)1 69 59 84 60 Mobile : +33 (0)6 89 52 37 25 ZA Courtaboeuf, 16 Avenue du Québec, Bât Lys, 91140 Villebon sur Yvette, France www.perkinelmer.com PHASICS http://www.phasicscorp.com/ Benoit Wattellier [email protected] Marie Begona Lebrun [email protected] XTEC BAT 404 Campus de l’Ecole Polytechnique 91128 Palaiseau Tel : +33 1 69 33 89 93 Phaseview http://phaseview.com/ Gael Launay [email protected] PHOTON LINES Thomas Gelot [email protected] 30 av de l’Amiral Lemonnier BP 51 78164 Marly le Roy Cedex Tel: 01 30 08 99 00 www.photonlines.com PICOQUANT Uwe Ortmann [email protected] http://www.picoquant.com Rudower Chaussee 29 SHIPPING: Kekulestrasse 7 12489 Berlin - Germany Tel: +49-(0)30-6392-6929 Fax: +49-(0)30-6392-6561 145 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 PARTENAIRES Mifobio 2016 ROPER SCIENTIFIC Eric Morcet [email protected] ZI Petite Montagne Sud - 4 rue de l’Oisans 91017 EVRY Cedex – France Tel : 01 60 86 03 65 www.roperscientific.com SANOFI-SYNTHELABO Al Hassan CASSE [email protected] Global Biotherapeutics-Bio Innovation Molecular Histology group TÉL. : +33 (0) 1.58.93.81.13 13, Quai Jules Guesde 94400 – Vitry/Seine – France www.sanofi-aventis.com VIB&TEC Benjamin Maffe 15 rue Saint-Louis F-68220 – HESINGUE – France Tel : + 33(0)3 89 69 11 90 Cell : + 33(0)6 71 25 31 33 [email protected] www.vib-et-tec.fr CARL ZEISS S.A.S Fabrice Schmitt Phone: +33 1 34 80 20 49 Mobile: +33 6 82 84 35 56 [email protected] http://www.zeiss.fr/micro 60, route de Sartrouville 78230 LE PECQ – France Tel: 01 34 80 20 49 www.zeiss.fr Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 146 LISTE DES PARTICIPANTS Mme Sophie ABÉLANET [email protected] Institut Jacques Monod Paris Mr Remy AGNIEL [email protected] Université de Cergy Pontoise Cergy Pontoise Mme Carine ALCON [email protected] Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes Montpellier Mme Sophie ALLART [email protected] Centre de Physiopathologie de Toulouse Purpan TOULOUSE Mr Jordi ANDILLA [email protected] ICFO Barcelone Mr Leonid ANDRONOV [email protected] Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire Illkirch-Graffenstaden Mme Florence APPAIX [email protected] Grenoble Institut des Neurosciences (GIN) La Tronche Mr Yoann ATLAS [email protected] CIRB - Collège de France Paris Mme Claude-Marie BACHELET [email protected] Plate-forme Imagerie Cellulaire Pitié-Salpêtrière PARIS Mr Guillaume BAFFOU [email protected] Institut FRESNEL Marseille Mr Hilton BARBOSA DE AGUIAR [email protected] Laboratoire Kastler-Brossel Paris 147 Mr Pierre AFFATICATI [email protected] Institut de Neurosciences Paris-Saclay Gif Sur Yvette Mr David AKBAR [email protected] Institut du Cerveau et de la Moelle épinière Paris Mr Kévin ALESSANDRI [email protected] Laboratoire photonique, numérique et nanosciences Talence Mr Simon AMEER-BEG [email protected] King's College London London Mr Philippe ANDREY [email protected] Institut Jean-Pierre Bourgin Versailles Mme Karine ANSELME [email protected] Institut de Science des Matériaux de Mulhouse Mulhouse Mme Francoise ARGOUL [email protected] Laboratoire Ondes et Matières d'Aquitaine Talence Mr Sergiy AVILOV [email protected] Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics Freiburg Mr Volker BAECKER [email protected] BioCampus Montpellier Montpellier Mr Martial BALLAND [email protected] Laboratoire interdisciplinaire de Physique Grenoble Mme Nelly BARDET [email protected] Institut FRESNEL Marseille Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 LISTE DES PARTICIPANTS Mr Xavier BAUDIN [email protected] Institut Jacques Monod Paris Mr Quentin BEAUFILS [email protected] Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molecules Villeneuve d'Ascq Mme Elisabeth BELLARD [email protected] Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale TOULOUSE Mme Magalie BÉNARD [email protected] Plate-Forme PRIMACEN Mont-Saint-Aignan Mr Hugues BERRY [email protected] INRIA Grenoble Rhône-Alpes Villeurbanne Mme Laetitia BESSE [email protected] Plateforme Imagerie Gif Gif sur Yvette Mr Gabriel BIDAUX [email protected] Laboratoire de recherche Cardiovasculaire, Métabolisme, Diabétologie et Nutrition Bron Mr Eric BIOT [email protected] Institut Jean Pierre Bourgin Versailles Cedex Mr Olivier BLANC [email protected] Institut Jacques Monod Paris Mme Marie BLAVIER [email protected] Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique Meudon Mr Alexandre BOKHOBZA [email protected] Laboratoire de physiologie cellulaire Villeneuve d'ascq Mr Frédéric BOLZE [email protected] Laboratoire de Conception et Application des Molécules Bioactives Illkirch Mr Joel BEAUDOUIN [email protected] Institut de Biologie Structurale Grenoble Mme Anne BEGHIN [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mme Amena BEN YOUNES [email protected] Centre de Recherche des Cordeliers Paris Mr Ales BENDA [email protected] Imaging Methods Core Facility Vestec, République Tchèque Mme Giulia BERTOLIN [email protected] Institut de génétique et développement de Rennes Rennes Mr Paolo BIANCHINI [email protected] Istituto Italiano di Tecnologia Genoa, Italy Mme Isabelle BIHANNIC [email protected] Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux Vandoeuvre Lès Nancy Mme Marie-Claire BLACHE [email protected] Physiologie de la Reproduction et des Comportements Nouzilly Mme Amandine BLANCO [email protected] Biologie Cellulaire de la Pathogénie Bactérienne Lyon Mr Baptiste BLOCHET [email protected] Laboratoire Kastler Brossel Paris Mme Susanne BOLTE [email protected] Institut de Biologie Paris-Seine Paris Mr Antonino BONGIOVANNI [email protected] Bio Imaging Center Lille Lille Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 148 Mr Arnaud BONNOMET [email protected] plateforme imagerie de l'URCA Reims Mme Anais BOUISSOU [email protected] Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale TOULOUSE Mr Pierre BOURDONCLE [email protected] Institut Cochin Paris Mr Dominique BOURGEOIS [email protected] Institut de Biologie Structurale GRENOBLE Mme Lola BOUTIN [email protected] CRCNA Nantes Mme Lysiane BROCARD [email protected] Interdisciplinary Institute for Neurosciences villenave d'ornon Mme Marine CABILLIC [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mme Anna CAMPALANS [email protected] Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire Fontenay aux roses Mme Astrid CANIVET [email protected] Centre de Physiopathologie de Toulouse Purpan TOULOUSE Mme Anne CANTEREAU-BECQ [email protected] Signalisation et transports ioniques membranaires Poitiers Mme Mireille CARRERE [email protected] Institut Pasteur Paris Mme Elsa CASTELLANI [email protected] Institut de Biologie du Développement Marseille Mme Laetitia CAVELLINI [email protected] Laboratoire de Biologie Moléculaire et Cellulaire des Eucaryotes Paris 149 Mme Stéphanie BOSCH [email protected] Centre de Biologie Intégrative TOULOUSE Mr Laurent BOURDIEU [email protected] Institut de Biologie de l'Ecole Normale Supérieure Paris Mr Nicolas BOURG [email protected] Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay Orsay Mme Camille BOUTIN [email protected] Institut de Biologie du Développement MARSEILLE Mme Sophie BRASSELET [email protected] Institut FRESNEL Marseille Mr Corey BUTLER [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences BORDEAUX Mr Clément CABRIEL [email protected] Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay Orsay Mr Alexis CANETTE [email protected] Plate-forme de Microscopie et Imagerie des Microorganismes, Animaux et Aliments JOUY-EN-JOSAS Mr Sylvain CANTALOUBE [email protected] Centre de Biologie Intégrative TOULOUSE Mme Marcelina CARDOSO DOS SANTOS [email protected] Institut d'Electronique Fondamentale Orsay Mme Gabrielle CARRON [email protected] Institut Cochin Paris Mr Julien CAU [email protected] Montpellier RIO Imaging Facility Montpellier Mr Christophe CHAMOT [email protected] SFR BioSciences Lyon Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 LISTE DES PARTICIPANTS Mme Delphine CHAMOUSSET [email protected] Centre de Biochimie Structurale MONTPELLIER Mme Marie-Thérèse CHARREYRE [email protected] Laboratoire Ingénierie des Matériaux Polymères Lyon Mme Elodie CHATRE [email protected] PLATIM - ENS Lyon Mr Bertrand CINQUIN [email protected] Laboratoire de Biotechnologie et de Pharmacologie Appliquée Cachan Mme Caroline CLERTE [email protected] Centre de Biochimie Structurale Montpellier Mr Mayeul COLLOT [email protected] Laboratoire de Biophotonique et Pharmacologie Illkirch Mme Geneviève CONEJERO [email protected] Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes Montpellier Mr Fabrice CORDELIÈRES [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mr IvãN COTO HERNÃNDEZ [email protected] Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay Orsay Mme Lydia DANGLOT [email protected] Institut Jacques Monod Paris Mr Sylvain DE ROSSI [email protected] Montpellier RIO Imaging Montpellier Mr Franck DEBARBIEUX [email protected] Institut de Neuroscience de la Timone Marseille Mme Claire CHARDES [email protected] Institut de Biologie du Développement Marseille Mme Sylvette CHASSEROT-GOLAZ [email protected] Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives Strasbourg Mr Arnaud CHEVROLLIER [email protected] Biologie Neurovasculaire et mitochondriale intégrée Angers Mr Chevalier CLÉMENT [email protected] IFR BIOSIT Rennes Mr Bruno COLICCHIO [email protected] MIPS (Modélisation, Intelligence, Processus et Systèmes) Mulhouse Mr Benjamin COMPANS [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mr Vincent CONTREMOULINS [email protected] Institut Jacques Monod PARIS Mme Jennifer CORIDON [email protected] Centre Interdisciplinaire de Recherche en Biologie Paris Mr Stephane DALLONGEVILLE [email protected] Unité d'Analyse d'Images Biologiques Paris Mr Aurélien DAUPHIN [email protected] Institut du Cerveau et de la Moelle épinière - ICM Paris Mr Matthieu DEBAILLEUL [email protected] MIPS (Modélisation, Intelligence, Processus et Systèmes) Mulhouse Mr Didier DECIMO [email protected] Centre International de Recherche en Infectiologie Lyon Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 150 Mme Annick DEDIEU [email protected] IBCP LYON Mr Jean Christophe DELOULME [email protected] Grenoble Institut des Neurosciences Grenoble Mr Brice DETAILLEUR [email protected] Institut de Biologie du Développement Marseille Mme Vicky DIAKOU [email protected] Montpellier RIO Imaging Montpellier Mme Séverine DOMENICHINI [email protected] Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay ORSAY Mme Valérie DROUET [email protected] plate-forme cochin imagerie PARIS Mme Nelly DUBRULLE [email protected] laboratoire de reproduction et développement des plantes LYON Mr Alexandre DUFOUR [email protected] Bioimage Analysis Unit Paris Mme Amandine DURAND-TERRASSON [email protected] Centre d'imagerie quantitative Lyon Est Lyon Mme Stephanie DUTERTRE-SIOEN [email protected] IFR BIOSIT RENNES Mme Aurore ESTEVE [email protected] Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes TOULOUSE Mr Mathieu FALLET [email protected] Centre d'immunologie de Marseille Luminy Marseille 151 Mme Bérangére DELEGLISE [email protected] Alexion R&D France PARIS Mr Simon DESJARDINS [email protected] Plate-forme Imagerie Cellulaire Pitié-Salpêtrière Paris Mme Viviane DEVAUGES [email protected] King's College London London Mr Alain DIETERLEN [email protected] MIPS (Modélisation, Intelligence, Processus et Systèmes) Mulhouse Mr Dam-Bé DOUTI [email protected] Institut FRESNEL MARSEILLE Mme Laurence DUBREIL [email protected] Plateforme APEX Nantes Mme Marilyne DUFFRAISSE [email protected] Institut de Genomique Fonctionnelle de Lyon LYON Mr Guillaume DUPUIS [email protected] Centre de photonique biomédicale Orsay Mme Béatrice DUREL [email protected] Institut Cochin PARIS Mr Jason ECARD [email protected] PICT-IBiSA-Institut Curie PARIS Mr Orestis FAKLARIS [email protected] Institut Jacques Monod Paris Mr Cyril FAVARD [email protected] CPBS Montpellier Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 LISTE DES PARTICIPANTS Mr Arnold FERTIN [email protected] TIMC-IMAG La Tronche Mr Vincent FITZPATRICK [email protected] Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique Grenoble Mme Irène FONDON [email protected] Université de Séville Espagne Mr Denis FORTUN [email protected] Laboratoire d'imagerie biomédicale Lausanne Mme Perrine FRERE [email protected] UPMC PARIS Mr Alessandro FURLAN [email protected] Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molecules Villeneuve d'Ascq Mr Joseph GALLAGHER [email protected] Laboratoire interdisciplinaire de Physique Saint Martin d'Heres Mr Laurent GELMAN [email protected] Friedrich Miescher institut Basel Mr David GENY [email protected] Centre de Psychiatrie et Neurosciences Paris Mme Maéva GESSON [email protected] Institut de Biologie de Valrose Nice Mr Philippe GIRARD [email protected] Institut Jacques Monod Paris Mr Mariano GONZALEZ PISFIL [email protected] Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molecules Villeneuve d'Ascq Mr Jean-Bernard FICHE [email protected] Centre de Biochimie Structurale Montpellier Mr Rémy FLORES-FLORES [email protected] Institut de Biologie du Développement Marseille Mr Pierre FONTANAUD [email protected] Institut de Génomique Fonctionnelle Montpellier Mme Françoise FOURNET [email protected] Biologie des plantes et Innovation AMIENS Mme Carole FRINDEL [email protected] Centre de Recherche En Acquisition et Traitement des Images pour la Santé Villeurbanne Cedex Mme Frederique GAITS-IACOVONI [email protected] Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaire TOULOUSE Mme Carole GAURON [email protected] Collège de France Paris Mme Christel GENOUD [email protected] Friedrich Miescher institut Basel Mme Virginie GEORGET [email protected] Montpellier RIO Imaging Montpellier Mr Jean-François GILLES [email protected] Institue Biologie Paris-Seine Paris Mr Mathieu GONIN [email protected] UMR Diversité - Adaptation - Developpement des plantes Montpellier Mr Nicolas GOUDIN [email protected] Plateforme d'imagerie cellulaire Necker Paris Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 152 Mme Chloé GUEDJ [email protected] Institut Curie Paris Mr Thomas GUILBERT [email protected] Institut Cochin / Plate-Forme Cochin Imagerie PARIS Mr Basile GURCHENKOV [email protected] Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire Illkirch-Graffenstaden Mr Olivier HAEBERLE [email protected] MIPS (Modélisation, Intelligence, Processus et Systèmes) Mulhouse Mr Laurent HÉLIOT [email protected] Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molecules Villeneuve d'Ascq Mme Joyce HEUNINCK [email protected] Institut de Génomique Fonctionnelle Montpellier Mr Eric HOSY [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences bordeaux Mme Marie IRONDELLE [email protected] plateforme d'imagerie cellulaire et tissulaire Paris Mr Alexandre JAOUEN [email protected] CERIMED Marseille Mr Arnim JENETT [email protected] Tefor Core Facility Gif-sur-Yvette Mr Pierre JOUCHET [email protected] Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay Orsay 153 Mme Claire GUÉNÉ [email protected] Institut FRESNEL Marseille Mme Elvire GUIOT [email protected] Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire Illkirch Mme Irina GUTSCHE [email protected] Institut de Biologie Structurale Grenoble Mr Etienne HARTE [email protected] Chimie et Biologie des Membranes et Nano objets Pessac Mme Mélanie HENRY [email protected] Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molecules Villeneuve d'ascq Mr Niko HILDEBRANDT [email protected] Institut d'Electronique Fondamentale ORSAY Mr Philippe HULIN [email protected] Plate forme MicroPICell Nantes Mr Daniel ISNARDON [email protected] Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille Marseille Mme Helene JAVOT [email protected] BIOLOGIE VEGETALE ET MICROBIOLOGIE ENVIRONNEMENTALES Saint Paul Lez Durance Mr Sébastien JENNI [email protected] Laboratoire de synthèse des assemblages moléculaires multifonctionnels Strasbourg Mr Ludovic JULLIEN [email protected] Laboratoire PASTEUR Paris Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 LISTE DES PARTICIPANTS Mr Charles KERVRANN [email protected] INRIA Rennes - Bretagne Atlantique Rennes Mr Simon LACHAMBRE [email protected] Plateau MRI-CRBM Montpellier Mme France LAM [email protected] Institut de Biologie Paris-Seine Paris Mme Corinne LAPLACE-BUILHE [email protected] PLATE-FORME IMAGERIE ET CYTOMETRIE VILLEJUIF Mr Romain LE BARS [email protected] Plateforme Imagerie Gif Gif-sur-Yvette Mr Hugo LE GUENNO [email protected] Institut de Microbiologie de la Méditerranée Marseille Mr Thomas LE SAUX [email protected] Ecole Normale Superieure Paris Mme Sandrine LECART [email protected] Centre de photonique biomédicale Orsay Mr Ludovic LECONTE [email protected] Institut Curie Paris Mme Delphine LEGUILLOU [email protected] Laboratoire d'Imagerie Biomédicale Paris Mr Florian LEVET [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mr Guy LHOMOND [email protected] Biologie du Développement Villefranche sur Mer Mr Prathap Kumar KOTHAPALLI [email protected] ANIMAL PHYSIOPATHOLOGY AND BIOTHERAPIES OF MUSCLE AND NERVOUS SYSTEM NANTES Mr Matthieu LAGARDÈRE [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mme Mylène LANCINO [email protected] Institut Pasteur Paris Mr Marc LARTAUD [email protected] Plate forme histologie et imagerie vegetale Cirad Montpellier Mr Corentin LE NÉZET [email protected] Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molecules Villeneuve d'ascq Mme Corinne LEBRETON [email protected] Institut Imagine, hôpital Necker Paris Mr Yohan LECOMTE [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mr David LEGLAND [email protected] Biopolymers, Interactions & Assemblies Nantes Mme Sandrine LÉVÊQUE-FORT [email protected] Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay orsay Mr Daniel LEWANDOWSKI [email protected] Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire Fontenay aux Roses Mr Tong LI [email protected] Laboratoire de biologie cellulaire et moléculaire du contrôle de la prolifération TOULOUSE Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 154 Mme Laetitia LIGAT [email protected] Centre de recherche en Cancérologie de Toulouse TOULOUSE Mme Corinne LORENZO [email protected] Institut des Technologies Avancees en science du Vivant TOULOUSE Mr Jean-Baptiste LUIZET [email protected] Laboratory of Molecular Microbiology and Structural Biochemistry Lyon Mme Adeline MALLET [email protected] Citech, Ultrapole PARIS Mme Maria MANICH [email protected] Institut Pasteur Paris Mr Xavier MARQUES [email protected] Institut de Biologie de l'Ecole Normale Supérieure Paris Mme Sophie MASSOU [email protected] Interdisciplinary Institute for Neurosciences brodeaux Mr Benjamin MATHIEU [email protected] Institut de Biologie de l'Ecole Normale Supérieure PARIS Mr Benoit MAURY [email protected] CYMAGES Montigny le bretonneux Mr Amine MEHIDI [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mme Chryslène MERCY [email protected] Laboratory of Molecular Microbiology and Structural Biochemistry Lyon Mr Francois MICHEL [email protected] Institut de neurobiologie de la Méditerrannée MARSEILLE 155 Mme Jeanne LINARÈS [email protected] Laboratoire photonique, numérique et nanosciences Talence Mme Claire LOVO [email protected] Plateforme d'Expertise en anatomie pathologique pour la recherche Nantes Mr Sébastien MAILFERT [email protected] Centre d'immunologie de Marseille Luminy Marseille Mr Thomas MANGEAT [email protected] Laboratoire de biologie cellulaire et moléculaire du contrôle de la prolifération TOULOUSE Mr Sébastien MARAIS [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mr Patrice MASCALCHI [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mr Julio MATEOS LANGERAK [email protected] Institut de Génétique Humaine Montpellier Mr Cedric MATTHEWS [email protected] Institut de Biologie du Développement Marseille Mme Anne MAZARS [email protected] Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaire TOULOUSE Mr Luc MERCIER [email protected] MN3T Strasbourg Mme Fabienne MEROLA [email protected] Laboratoire de Chimie Physique Orsay Mme Magali MONDIN [email protected] Institut de Biologie de Valrose Nice Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 LISTE DES PARTICIPANTS Mme Karine MONIER [email protected] Centre de Recherche Léon Bérard Lyon Mr Baptiste MONTERROSO [email protected] Unité de Glycobiologie structurale et fonctionnelle Lille Mme Delphine MURIAUX [email protected] Centre des agents pathogenes et biologie pour la sante MONTPELLIER Mr Steven NEDELLEC [email protected] micropicell nantes Mr Frédérick NIEPCERON [email protected] Institut des Molécules et des Matériaux du Mans Le Mans Mme Elodie NOIROT [email protected] Plateforme Dimacell Dijon Mr Thomas OLIVIER [email protected] Laboratoire H Curien Saint-Etienne Mr Stéphane ORY [email protected] Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives Strasbourg Mme Sabine PALLE [email protected] Laboratoire H Curien Saint-Etienne Mme Perrine PAUL-GILLOTEAUX [email protected] SFR F. Bonamy Nantes Mr David PECQUEUR [email protected] Observatoire Océanologique de Banyuls sur Mer Banyuls sur Mer Mme Tatiana PETITHORY [email protected] Institut de Science des Matériaux de Mulhouse Mulhouse Mme Nadine PEYRIÉRAS [email protected] CNRS BioEmergences Gif/Yvette Mr Serge MONNERET [email protected] Institut FRESNEL Marseille Mr Philippe MOREAU [email protected] Laboratoire interdisciplinaire de Physique Saint Martin d'Heres Mr Jerome MUTTERER [email protected] Institut de Biologie Moléculaire des Plantes strasbourg Mme Valérie NICOLAS [email protected] Plate-forme d'imagerie cellulaire Chatenay-Malabry Mr Maxence NOEL [email protected] Unité de Glycobiologie structurale et fonctionnelle Villeneuve d'Ascq Mme Maelle OGIER [email protected] Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse TOULOUSE Mr Antonio ORTIZ [email protected] CNRS BioEmergences Gif/Yvette Mr Guillaume PAKULA [email protected] Laboratoire d'Optique et Biosciences Palaiseau Mr Olivier PASCUAL [email protected] Institut Neuromyogène Lyon Mr Thierry PÉCOT [email protected] INRIA Rennes - Bretagne Atlantique Rennes Mr Francesco PEDACI [email protected] Centre de Biochimie Structurale montpellier Mme Alexandra PETRETO [email protected] Institut d'Electronique Fondamentale Orsay Mr Laurent PIEUCHOT [email protected] Institut de Science des Matériaux de Mulhouse Mulhouse Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 156 Mr Rémi PILLOT [email protected] Observatoire Océanologique Banyuls Mme Marie-Aude PLAMONT [email protected] Département de Chimie, ENS Paris Mr Sven POTELLE [email protected] Unité de Glycobiologie structurale et fonctionnelle Lille Mr Sylvain PRIGENT [email protected] Biogenouest Rennes Mr Damien RAMEL [email protected] Laboratoire de biologie cellulaire et moléculaire du contrôle de la prolifération TOULOUSE Mr Jérôme RECH [email protected] Laboratoire de microbiologie et génétique moléculaire Toulouse Mme Stefanie REICHELT [email protected] Cambridge University Cambridge Mr Fabrice RICHARD [email protected] Institut de Biologie du Développement Marseille Mr Hadrien ROBERT [email protected] Institut FRESNEL Marseille Mr Philippe RONDÉ [email protected] Laboratoire de Biophotonique et Pharmacologie Illkirch Mr Olivier ROSSIER [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mr Julien ROUL [email protected] Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes TOULOUSE 157 Mr Tristan PIOLOT [email protected] Institut Curie PARIS Mr Renaud POINCLOUX [email protected] Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale TOULOUSE Mme Cecile POUZET [email protected] Plateforme Imagerie TRI - FR AIB Toulouse/Castanet Tolosan Mme Julie QUOYER [email protected] Institut Jacques Monod Paris Mme Adeline RAUSCH [email protected] CNRS BioEmergences Gif sur Yvette Mme Gaelle RECHER [email protected] Laboratoire photonique, numérique et nanosciences Talence Mr Andreas REISCH [email protected] Laboratoire de Biophotonique et Pharmacologie Illkirch Mr Franck RIQUET [email protected] Unité de Glycobiologie structurale et fonctionnelle Villeneuve d'Ascq Mr Pascal ROMANS [email protected] Observatoire Océanologique de Banyuls sur Mer Banyuls sur mer Mr Brice RONSIN [email protected] Centre de Biologie Intégrative TOULOUSE Mr Vincent ROUGER [email protected] McGIll University Montreal Mr David ROUSSEAU [email protected] Centre de Recherche En Acquisition et Traitement des Images pour la Santé Villeurbanne Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 LISTE DES PARTICIPANTS Mr Christian ROUVIERE [email protected] Biologie du Développement villefranche/mer Mr Sophie SALOMÉ - DESNOULEZ [email protected] PLATE-FORME IMAGERIE ET CYTOMETRIE Villejuif Mme Yasmina SAOUDI [email protected] Grenoble Institut des Neurosciences GRENOBLE Mme Béatrice SATIAT-JEUNEMAITRE [email protected] Institut de Biologie Intégrative de la Cellule Gif sur Yvette Mr Thierry SAVY [email protected] CNRS BioEmergences Gif sur Yvette Mr Sebastien SCHAUB [email protected] Institut de Biologie de Valrose Nice Mme Margaux SCHMELTZ [email protected] Laboratoire d'Optique et Biosciences Palaiseau Mme Lucie SENGMANIVONG [email protected] PICT-IBiSA-Institut Curie Paris Mr Bertrand SIMON [email protected] MIPS (Modélisation, Intelligence, Processus et Systèmes) Mulhouse Mme Puja SINGH [email protected] genotoxic stress and cancer orsay Mme Marie-Noëlle SOLER [email protected] Institut Curie Orsay Mme Paulette SOUILLARD [email protected] Gestionnaire GDR MIV TIMC-IMAG, La Tronche Mr Pierre-Olivier STRALE [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mr Jean SALAMERO [email protected] PICT-IBiSA-Institut Curie Paris Mme Sophie SANCHEZ-FERANDIN [email protected] Observatoire Océanologique de Banyuls sur Mer Banyuls-sur-mer Mme Amélie SARRAZIN [email protected] Montpellier RIO Imaging Montpellier Mr Julien SAVATIER [email protected] Institut FRESNEL Marseille Mr Damien SCHAPMAN [email protected] PRIMACEN MONT SAINT AIGNAN Cedex Mr Emmanuel SCHAUB [email protected] Institut de Physique de Rennes Rennes Mme Morgane SÉBERT [email protected] Institut de Recherche en Santé Digestive Toulouse Mr Romain SIKORA [email protected] PICT-IBiSA-Institut Curie Paris Mme Clémence SIMON [email protected] Unité de Glycobiologie structurale et fonctionnelle Villeneuve d'Ascq Mr Florian SIZAIRE [email protected] Institut de Génétique et Développement de Rennes Rennes Mr Alex SOSSICK [email protected] Gurdon Institute Cambridge, UK Mr Ferréol SOULEZ [email protected] Laboratoire d'imagerie biomedicale Lausanne Mr Vincent STUDER [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences BORDEAUX Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 158 Mr Patrick TAUC [email protected] Laboratoire de Biotechnologie et de Pharmacologie Appliquée CACHAN Mr Stefan TERJUNG [email protected] Advanced Light Microscopy Facility, EMBL Heidelberg Mme Corinne TESSIER [email protected] France Bio Imaging Paris Mr Olivier THOUMINE [email protected] Institut Interdisciplinaire de NeuroSciences Bordeaux Mr Nicolas TISSOT [email protected] L'Oréal R&D France Mr Olivier TRASSARD [email protected] Institut Biomédical de Bicêtre Le Kremlin-Bicêtre Mme Nayana TUSAMDA [email protected] Institut de Science des Matériaux de Mulhouse Mulhouse Cedex Mr Yves USSON [email protected] TIMC-IMAG LA TRONCHE Mr François WAHARTE [email protected] PICT-IBiSA-Institut Curie Paris Mme Pascale WINCKLER [email protected] Plateforme Dimacell Dijon Mr Madjid ZANOUN [email protected] Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaire TOULOUSE Mme Monika ZMOJDZIAN [email protected] Laboratoire GReD Clermont-Ferrand 159 Mr Jérémie TEILLON [email protected] Centre Interdisciplinaire de Recherche en Biologie Paris Mme Christine TERRYN [email protected] Plateau technique en Imagerie Cellulaire et Tissulaire REIMS Mr Eric THIÉBAUT [email protected] Centre de Recherche Astrophysique de Lyon St Genis Laval Mr Christoph THUMSER [email protected] Euro-BioImaging Industry Board Leica, Germany Mr Marc TRAMIER [email protected] Institut de Génétique et Développement de Rennes Rennes Mr François TREUSSART [email protected] Laboratoire Aimé Cotton Orsay Mme Laure TWYFFELS [email protected] Center for Microscopy and Molecular Imaging Gosselies Mr Virgile VIASNOFF [email protected] Biomechanics of Cell Contacts Singapore Mme Elisabeth WERKMEISTER [email protected] Bio Imaging Center Lille LILLE Mme Luciane ZABIJAK [email protected] Plate forme ICAP Amiens Mr Chong ZHANG [email protected] Université de Barcelone Espagne Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 LISTE DES INTERVENANTS LISTE DES INTERVENANTS Cédric P. ALLIER [email protected] CEA, LETI Grenoble, France Pierre BON [email protected] Laboratoire Photonique Numérique et Nanosciences (LP2N) Bordeaux, France Rajaa BOUJEMAA-PATERSKI [email protected] Research Institute for Technology and Life Science (CEA) Grenoble, France Daniel CHOQUET [email protected] Institut interdisciplinaire de Neurosciences Bordeaux, France Antoine COULON [email protected] Institut Curie Paris, France Georges DEBRÉGEAS [email protected] Laboratoire Jean Perrin Paris, France Barbara di VENTURA [email protected] Universität Heidelberg Heidelberg, Deutschland Michele DIGMAN [email protected] University of California Irvine Irvine, USA Jan ELLENBERG [email protected] EMBL Heidelberg, Deutschland Paul M. W. FRENCH [email protected] Imperial College London London, United Kingdom Nils GAUTHIER [email protected] European School of Molecular Medicine Milan, Italia Olivier GRIESBECK [email protected] Max-Planck-Institute of Neurobiology Martinsried, Deutschland Paul BEARD [email protected] University College London London, United Kingdom Arezki BOUDAOUD [email protected] Laboratoire de Reproduction et Développement des Plantes Lyon, France Jakub CHOJNACKI [email protected] University of Oxford Oxford, United Kingdom Mathieu COPPEY [email protected] Institut Curie Paris, France Olivier COUTURE [email protected] Institut Langevin Paris, France Olivier DESTAING [email protected] Institut Albert Boniot Grenoble, France Alberto DIASPRO [email protected] University of Genoa Genova, Italia Nathalie DOSTATNI [email protected] Institut Curie Paris, France Alexandra FRAGOLA [email protected] Laboratoire Physique et Etude de Matériaux Paris, France Rémi GALLAND [email protected] Interdisciplinary Institute for Neuroscience Bordeaux, France Benny GEIGER [email protected] Weizmann Institute of Science Rehovot, Israel Mike HEILEMANN [email protected] Institute of Physical and Theoretical Chemistry Frankfurt, Deutschland Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 160 Lionel HERVE [email protected] CEA, LETI Grenoble, France Ori KATZ [email protected] The Hebrew University of Jerusalem Jerusalem, Israel Edward A. LEMKE [email protected] EMBL Heidelberg, Deutschland Hideaki MIZUNO [email protected] KU Leuven, Department of Chemistry Leuven, The Netherlands Adam PACKER [email protected] University College London London, United Kingdom Eirini PAPAGIAKOUMOU [email protected] Neurophotonics Laboratory Paris, France Eric ROTTINGER [email protected] Institute for Research on Cancer and Aging Nice, France Tomothy A. RYAN [email protected] Cornell University New York, USA Jean-Baptiste SIBARITA [email protected] Interdisciplinary Institute for Neuroscience Bordeaux, France Antoine TRILLER [email protected] Institut de Biologie de l’ENS (IBENS) Paris, France Pierre VINCENT [email protected] Institut de Biologie Paris Seine Paris, France Thorsten WOHLAND [email protected] National University of Singapore Singapore Chris XU [email protected] Cornell University Ithaca, USA 161 Ignacio IZEDDIN [email protected] Institut Langevin Paris, France Wesley LEGANT [email protected] Janelia Farm Research Campus Ashburn, Virginia, USA Frédéric LOURADOUR [email protected] XLIM Laboratory Limoges, France François N D LEC [email protected] EMBL Heidelberg, Deutschland Francesca PALOMBO [email protected] University of Exeter Exeter, United Kingdom Darcy S. PETERKA [email protected] Columbia University New York, USA Aurélien ROUX [email protected] University of Geneva Geneva, Switzerland Ivo F. SBALZARINI [email protected] Center for Systems Biology Dresden Dresden, Deutschland Willy SUPPATTO [email protected] Laboratory for Optics & Biosciences Palaiseau, France Cathie VENTALON [email protected] Institut de Biologie de l’ENS (IBENS) Paris, France Paul W. WISEMAN [email protected] McGill University Montréal, Canada Katarina WOLF [email protected] Radboud University Medical Centre Nijmegen, The Netherlands Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 LISTE DES INTERVENANTS Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 162 163 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 LISTE DES INTERVENANTS Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016 164 165 Ecole thèmatique interdisciplinaire du CNRS : Microscopie Fonctionnelle en Biologie MiFoBio, Seignosse, 30 sept – 6 oct 2016