Jonathan Safran Foer (Elijah Wood) est un collectionneur de mémoire : des photos, des cartes, des fausses dents, des mains sales... Tous les objets qu'il collectionne sont scellés dans des sacs et montés sur un mur. À la mort de sa grand-mère, Jonathan reçoit une très ancienne photo pour sa collection : son grand-père accompagné d'une jeune Ukrainienne du temps de la Seconde Guerre mondiale. Ainsi débute l'aventure de Jonathan Foer, un jeune juif des États-Unis, qui se rend en Ukraine à la recherche d'Augustine, la femme qui sauva son grand-père des nazis en 1942. Ce film est basé sur l'histoire vécue de Jonathan Safran Foer....

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