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Pièce de bioluminescence de technique d'imagerie neuve

Les scientifiques du CNRS en collaboration ont développé une technique neuve pour in vivo la représentation du fonctionnement neuronal utilisant la bioluminescence, basée sur une protéine de la fusion GFP-aequorin.

Cet technique d'imagerie active la surveillance de l'activité neuronale (et plus particulièrement, activité de calcium), en temps réel et in vivo, à un petit groupe de neurones ou dans le cerveau dans son ensemble.

Participaient au développement l'élément moléculaire d'embryologie (CNRS/Institut Pasteur) en collaboration avec le laboratoire cellulaire et moléculaire de neurobiologie (le CNRS) et le laboratoire de neurobiologie pour apprendre, la mémoire et la transmission (Paris-Lessive de CNRS/University).

La technique d'imagerie nouvelle utilise un neuf, la borne GFP-aequorin/traceur. C'est une protéine calcium-sensible, qui en présence de son cofacteur, coelenterazine, émettra la lumière (un photon) quand il y a un changement à la concentration en calcium d'une cellule ; par exemple, activation neuronale suivante. Ceci permet pour suivre l'activité neuronale dans des neurones, ou même pour la tracer dans un réseau des neurones. En outre, cette approche petit-invasive et non-toxique permet l'enregistrement de l'activité neuronale au-dessus des périodes de plusieurs heures. Il est ainsi possible de surveiller l'activité cérébrale d'une mouche à fruit de drosophile pendant 24 ou même 48 heures.

À cause de ces caractéristiques, le traceur neuf peut expliquer des phénomènes physiologiques neufs liés à l'activité de calcium. Ainsi l'activation par la nicotine des fuselages pedunculate (une structure importante pour apprendre et mémoire olfactive dans la drosophile) induit une réaction secondaire qui est retardée par environ 10 à 15 mn au niveau des projections axonales neuronales. Il est pour cette raison probable que cette réaction neuve (jusque là totalement insoupçonnée) intervient dans des phénomènes de apprendre et de mémoire.

En outre, utilisant cette technique d'imagerie, il a été possible d'enregistrer des neurones dans le fuselage d'ellipsoïde, une structure impliquée en réglementant l'activité locomotrice. Cette structure est profondément incluse au centre du cerveau et jamais n'a été étudiée physiologique parce qu'elle était toujours inaccessible à la norme, des bornes de fluorescent-type. De tels enregistrements du fuselage d'ellipsoïde ont ainsi expliqué la sensibilité considérable de cette approche nouvelle, tout en validant l'accès à toutes les structures, même ceux ont situé profondément dans le cerveau. Il sera pour cette raison possible d'étudier tous les neurones ou les structures cérébrales utilisant ceci s'approchent.

Cette technique nouvelle ouvre de nombreux points de vue. Ce traceur peut être exprimé ainsi en toutes les cellules du système nerveux de cerveau (des neurones et des cellules glial) afin de surveiller l'activité du cerveau entier. Les caractéristiques préliminaires sont déjà procurables. Pour la première fois, il est possible d'élaborer les plans anatomiques et fonctionnels du cerveau (dans ce cas, de la drosophile) basé sur les enregistrements à long terme. De tels plans n'existent encore pour aucune substance animale, y compris l'homme.

Une demande du financement a été faite à l'ANR afin d'accumuler les plans fonctionnels du cerveau de drosophile. Ces plans sont un prérequis à produire une masse des caractéristiques sur l'activité globale du cerveau entier qui servira alors de référence pour comparer l'activité cérébrale dans différents contextes : par exemple, différences entre les mâles et les femelles (démonstration du dimorphisme sexuel) ou en fonction de l'âge (modifications à l'activité cérébrale pendant le vieillissement).

La drosophile est un excellent modèle pour l'étude du vieillissement et de la longévité, parce qu'on lui a récent montré que des mouches dotées d'une mutation du plus long sous tension de récepteur d'insuline beaucoup. Il est également possible d'exploiter les outils génétiques puissants du Drosphila pour étudier et comparer ces plans dans les mouches portant différentes mutations, ou dans les mouches qui servent de modèles à un grand choix de pathologies humaines, telles que la chorée de maladie d'Alzheimer, de maladie de Parkinson ou de Huntingdon, ou dans le cadre d'une approche pharmacologique concernant la dépendance aux différents médicaments (alcool, nicotine, cocaïne, etc.).