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Développement des cartes sensorielles

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Chef d'équipe : Xavier Nicol

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Introduction

Nos recherches visent à mieux comprendre les mécanismes développementaux conduisant à une connectivité précise dans le système nerveux, et plus particulièrement dans les systèmes sensoriels.

Présentation

Nous avons identifié un ensemble de voies de signalisations qui régulent la formation des cartes de projections sensorielles, parmi lesquelles des voies impliquant les nucléotides cycliques et le calcium. Ces seconds messagers sont cruciaux pour la mise en place de connexions neuronales précises, mais sont aussi importants pour de nombreux autres processus cellulaires. Notre équipe s’attache à décrire les codes d’AMPc, de GMPc et de calcium qui permettent à ces signaux intracellulaires de réguler de manière spécifique le développement de la connectivité neuronale.

Le système nerveux mature est un réseau complexe dans lequel chaque neurone est connecté à des partenaires spécifiques. Le choix de ces partenaires est crucial pour le fonctionnement du réseau (c’est-à-dire du système nerveux), et est déterminé à des stades précoces du développement. Des anomalies de développement peuvent conduire à une large gamme de pathologies neuronales, dont certaines affectent la vision. Les recherches menées dans notre équipe visent à une meilleure compréhension du développement des cartes sensorielles, incluant les connexions entre la rétine et le cerveau.

Nous cherchons à identifier les signaux intracellulaires guidant les axones rétiniens vers le cerveau et régulant la forme de leurs arborisations dans leurs cibles. Les nucléotides cyclique et le calcium sont cruciaux pour l’intégration des signaux extracellulaires requis pour le guidage axonal et module la compétition synaptique, mais participe aussi à un grand nombre d’autres voies de signalisation. Nous avons pour but de décrypter le code utilisé par les axones et les synapses pour identifier les signaux de ces seconds messagers comme des régulateurs spécifiques de la connectivité neuronale.

Nous utilisons une combinaison de techniques anatomiques, d’imagerie et optogénétiques pour étudier le rôle des seconds messagers pendant le développement des cartes sensorielles. L’imagerie FRET nous permet de suivre la concentration de ces seconds messagers dans des cellules vivantes. D’autres techniques incluant l’adressage subcellulaire de bloqueurs de la signalisation ces nucléotides cycliques et du calcium, et l’utilisation d’outils sensibles à la lumière (optogénétique) rendent possible la manipulation de ces signaux avec une grande résolution spatiale et temporelle. En utilisant ces outils nous avons l’opportunité d’évaluer l’importance du codage spatiotemporel de ces signaux cellulaires pendant le développement de la connectivité neuronale.

Projet 1 : Codes spatiotemporels de seconds messagers pour le développement de la connectivité neuronale.Les seconds messagers modulent un grand nombre de processus cellulaires. Nous étudions les caractéristiques spatiales et temporelles des signaux de nucléotides cycliques et de calcium qui participent au développement de la connectivité neuronale, afin de comprendre comment ces seconds messagers peuvent activer de manière sélective chacune des nombreuses voies de signalisation qu’ils régulent.

Projet 2 : Coopération entre axones voisins pour réguler finement la connectivité neuronale.Après une première phase de développement conduisant à une organisation approximative des arborisations axonales, des interactions complexes entre axones conduisent à l’élimination des branches et des synapses mal placées. Nous tentons de mieux comprendre ces interactions entre populations axonales.


Domaines de recherche

  • Développement de la connectivité du système nerveux : Identification du réseau de seconds messagers intégrant les signaux qui conduisent à la formation de cartes sensorielles précises..

  • Codes intracellulaires de seconds messagers : Compréhension des stratégies de codage utilisées par les axones pour attribuer un signal de second messager spécifique aux voies de signalisation requises pour le développement de la connectivité du système nerveux.

 


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