Le transfert d’énergie par résonance de Förster (FRET) est un processus photophysique dans lequel l’énergie est transférée de manière non radiative d’un fluorophore donneur excité à un chromophore accepteur par couplage dipôle-dipôle. L’efficacité du FRET dépend de manière critique de la distance entre le donneur et l’accepteur, ce qui en fait une règle moléculaire pour mesurer les distances dans la gamme de 1 à 10 nm.
L’efficacité du FRET diminue avec la sixième puissance de la distance entre le donneur et l’accepteur. La distance de Förster, à laquelle l’efficacité de transfert est de 50 %, est typiquement de 3 à 6 nm pour les paires de fluorophores courantes. L’efficacité du FRET dépend également du recouvrement spectral entre l’émission du donneur et l’absorption de l’accepteur, de l’orientation relative des dipôles de transition et du rendement quantique du donneur.
Les paires FRET les plus courantes incluent CFP-YFP, GFP-mCherry et Cy3-Cy5. En plus des colorants organiques et des protéines fluorescentes, le FRET peut utiliser des points quantiques comme donneurs et des chélates de lanthanides pour des mesures résolues dans le temps (TR-FRET). Le transfert d’énergie par résonance de bioluminescence (BRET) utilise un donneur bioluminescent comme la luciférase et ne nécessite pas de lumière d’excitation externe.
Le FRET est détecté par mesure ratiométrique des intensités d’émission du donneur et de l’accepteur, l’imagerie de durée de vie de fluorescence (FLIM-FRET) ou le photoblanchiment de l’accepteur. Les capteurs FRET intramoléculaires incorporent les deux fluorophores dans une seule molécule, où les changements conformationnels modifient l’efficacité du FRET. Le FRET intermoléculaire détecte l’association entre des molécules marquées différemment.
Les applications incluent le suivi en temps réel des changements conformationnels des protéines, les tests d’activité protéase, la détection d’interactions protéine-protéine dans les cellules vivantes et les tests d’hybridation d’acides nucléiques. Les biocapteurs basés sur le FRET rapportent la concentration en Ca2+, l’activité kinase et le potentiel membranaire avec une haute résolution temporelle.
