Développement et plasticité des réseaux neuronaux

Notre objectif est d'explorer des mécanismes moléculaires et biophysiques originaux de développement et de plasticité normal(e) et pathologique des réseaux neuronaux.

Notre travail est réalisé chez des souris et poissons zèbres sauvages et manipulé(e)s génétiquement, sur

  • i) le système olfactif caractérisé par une double neurogénèse continue produisant des neurones sensoriels dans l'épithélium olfactif et des interneurones dans le bulbe olfactif
  • ii) les systèmes moteurs permettant la latéralization du contrôle moteur (i.e la capacité à réaliser des mouvements indépendants avec nos deux mains).

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Nous avons trois projets principaux :

  • L'étude du développement et du guidage des axones sensoriels olfactifs chez la souris et le zebrafish. Chez la souris, nous analysons microscopie électronique l'organisation de ces axones dans la couche du nerf olfactif, par la technique d'Array Tomography (Coll. C.A. Greer, Yale Univ. & Michael Trichet, IBPS). Chez le poissons zèbre, nous étudions par une approche d'imagerie sur animaux vivants, le rôle de la tension mécanique des axones dans leur fasciculation/défasciculation et leur navigation au cours du développement (coll. Marie Breau, IBPS);
  • L'étude du rôle de la protéine de liaison à l'ARN Fragile X Mental Retardation Protein (un régulateur clé de la traduction locale d'ARNm dendritiques), ainsi que celui du cil primaire et de la signalisation AMPC, dans la migration et l'insertion fonctionnelle des cellules granulaires dans le réseau olfactif bulbaire;
  • L'étude de la mise en place des connections impliquées dans le contrôle de la latéralisation du mouvement : le paradigme des Mouvements Miroirs Congénitaux (projet MoMiC)

Résultats importants

Nous avons montré que :

  • les gènes codant les récepteurs olfactifs chez la souris sont soumis à une importante polyadénylation alternative, produisant une grande diversité d'ARNm caractérisés par des séquences 3'UTR de différentes longueurs (Doulazmi et al., 2019) ;
  • la tension mécanique des axones olfactifs régule leur fasciculation, et que cette fasciculation est le résultat d'une compétition entre tension axonale et adhésion (Smit et al., 2017) ;
  • FMRP et la traduction dendritique de l'ARNm CaMKIIa sont requis pour la plasticité structurale des cellules granulaires, elle même nécessaire à l'apprentissage olfactif (Daroles et al., 2016) ;
  • l’expression de CamKIIa définit deux sous-populations distinctes de cellules granulaires impliquées dans différents types d’apprentissages olfactifs (Malvaut et al., 2017) ;
  • DCC contrôle le croisement de la ligne médiane par le faisceau corticospinal de façon non-cellule-autonome (Welniarz et al., 2017) ;
  • Des mutations dans le gène Nétrine sont responsables du syndrome des mouvements mirroirs (Méneret et al., 2017).

Projets

Collaborations

  • Bardoni Barbara (IMCP, Nice)
  • Bréau Marie (LBD et LJP, IBPS, Paris)
  • Chédotal Alain (Institut de la Vision, Paris)
  • Didier Anne (Univ. Lyon 1)
  • Flamand-Roze Emmanuel (ICM, Paris)
  • Greer Charles (Yale Univ., New Haven)
  • Métin Christine (Institut Fer à Moulin, Paris)
  • Saghatelyan Armen (Univ. Laval, Québec, Canada)
  • Schneider-Maunoury Sylvie (LBD, IBPS, Paris)
  • Spassky Nathalie (ENS, Paris)
  • Trichet Michaël (Electron Microscopy Plateform, IBPS, Paris)
  • Vincent Pierre (B2A, IBPS, Paris)
  • Zapotocky Martin (Acad. Sci. Czech Rep. and Charles Univ., Prague)