Note ABES Reconstruction à partir de particules isolées en microscopie par fluorescence Single particle reconstruction in fluorescence microscopy Microscopie par fluorescence Problème inverse Optimisation hiérarchique Anisotropie de résolution Reconstruction Assemblages macromoléculaires Centriole Biologie structurale Hétérogénéité des conformations Fluorescence microscopy Inverse problem Hierarchical optimisation Resolution anisotropy Reconstruction Macromolecular assemblies Centriole Structural biology Conformational heterogeneity 621.36 Microscopie de fluorescence La microscopie par fluorescence, technique de microscopie optique permettant l’acquisition d’images tridimensionnelles, a connu des avancées majeures ces dernières décennies grâce au développement des méthodes de super-résolution optique et de la microscopie par expansion. Cette technique de microscopie commence même à émerger comme un outil prometteur pour la biologie structurale, discipline qui étudie la structure tridimensionnelle des assemblages macromoléculaires afin de comprendre leurs rôles dans les mécanismes cellulaires. Néanmoins, ces progrès sont freinés par deux limitations principales. D’une part, l’anisotropie de résolution : la résolution selon l’axe du microscope est de 3 à 5 fois inférieure à la résolution dans le plan latéral. D’autre part, le faible degré de labellisation (DL) : les fluorophores utilisés pour labelliser les protéines d’intérêts Dun assemblage macromoléculaire, ne couvrent pas uniformément la structure observée. L’anisotropie de résolution et le faible DL sont des limitations physiques intrinsèques au processus d’acquisition. L’objectif de la thèse est de les contourner à l’aide de l’outil numérique en développant une méthode de reconstruction à partir de particules isolées (RPI). Le principe consiste à combiner plusieurs acquisitions de particules biologiques identiques observées selon différentes orientations inconnues à n de reconstruire un modèle de particule. Grace à la fusion des informations complémentaires dans chaque vue, nous visons à reconstruire un volume avec une résolution isotrope et une densité de labellisation uniforme. Fluorescence microscopy, an optical microscopy technique that enables the acquisition of three-dimensional images, has seen major advances in recent decades thanks to the development of optical super-resolution methods and expansion microscopy. This microscopy technique is even beginning to emerge as a promising tool for structural biology, a discipline that studies the three-dimensional structure of macromolecular assemblies in order to understand their role in cellular mechanisms. However, this progress is hampered by two main limitations. Firstly, resolution anisotropy: resolution along the axis of the microscope is 3 to 5 times lower than resolution in the lateral plane. Secondly, the low degree of labelling (DL): the fluorophores used to label the proteins of interest, Dun macromolecular assembly, do not uniformly cover the structure observed. Resolution anisotropy and low DL are physical limitations intrinsic to the acquisition process. The aim of this thesis is to use digital tools to overcome these limitations by developing a method of reconstruction from isolated particles (RPI). The principle consists of combining several acquisitions of identical biological particles observed in different unknown orientations in order to reconstruct a particle model. Thanks to the fusion of complementary information in each view, we aim to reconstruct a model of the particle. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 25736002 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2024/ELOY_Thibaut_2024_ED269.pdf http://www.theses.fr/2024STRAD032/abes https://theses.hal.science/tel-04920844 https://theses.hal.science/tel-04920844 https://theses.hal.science/tel-04920844 Eloy Thibaut 1998-07-10 FR 27163233X 1409026099H 22123760 4200046 https://theses.fr/2024STRAD032 2024STRAD032 https://doi.org/10.70675/86ebc05cz7aafz4754z84c8z75fd7b91aeb2 2024-09-20 Informatique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Baudrier Etienne MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 103882685 Jonic Slavica MADS_PRESIDENT_DU_JURY 202696138 Fortun Denis MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 184004799 Soubies Emmanuel MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 198702949 Liebling Michael MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 242493971 Kervrann Charles MADS_RAPPORTEUR_1 103581162 Denis Loïc MADS_RAPPORTEUR_2 117203386 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:620 Baudrier Etienne Jonic Slavica Fortun Denis Soubies Emmanuel Liebling Michael Kervrann Charles Denis Loïc École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) PDF 25736002