Cartographie anatomo-fonctionnelle in-vivo de l'activité neuronale du cerveau de la Drosophile, principalement en relation avec l'activité locomotrice, par une nouvelle technique d'imagerie en bioluminescence (GFP-aequorin). – DRASAEQUORIN

Différentes techniques d'imagerie ont été développées afin d'étudier l'activité neuronale et le code neural en rapport avec les fonctions neurophysiologiques. Cependant, ces marqueurs fluorescents, basées sur la détection de l'activité calcique, n'offrent qu'une résolution limitée pour l'analyse de groupes de neurones. Plus récemment, d'autres marqueurs basés sur des protéines fluorescentes sensibles au calcium, et donc pouvant être ciblés génétiquement dans des groupes bien définis de neurones, ont été développés (e.g. cameleon), permettant ainsi une meilleure résolution. Cependant, similaire aux autres marqueurs, l'émission de lumière fluorescente requiert une excitation lumineuse, engendrant des effets secondaires (autofluorescence), ce qui réduit le rapport signal/bruit de fond. Par conséquent, l'imagerie neuronale in-vivo, sur l'ensemble du cerveau ainsi que sur les structures localisées profondément, reste difficile. Récemment, P. Brûlet a développé un nouveau marqueur, basé sur une protéine de fusion entre l'aequorin et la Green Fluorescent Protein (GFP). La GFP-aequorin (GA), qui peut être ciblée génétiquement, est un marqueur bioluminescent sensible au calcium permettant de cartographier l'activité neuronale. Nous avons développé des Drosophiles transgéniques et avec le système P[GAL4], exprimé la GA soit dans tous les neurones du cerveau, soit dans différentes structures cérébrales, comme les Corps Pédonculés ou le Complexe Centrale (CC). Avec l'IPD (Imaging Photon Detector) de l'Institut Pasteur, nous avons enregistré des signaux calciques en provenance de toutes les structures cérébrales investiguées. C'est la première fois que de tels signaux ont pu être détectés, par imagerie in-vivo, dans le CC. Puisque le CC est localisé au centre du cerveau, ceci suggère que toutes les structures cérébrales sont dorénavant accessibles. Les objectifs de ce projet sont d'effectuer, in-vivo et en temps réel, par imagerie optique, l'analyse fonctionnelle de l'activité neuronale, soit de l'ensemble des neurones du cerveau, soit de groupes de neurones bien précis. Combiné à notre expertise sur l'analyse des bases neurales du comportement locomoteur, nous allons étudier le code neural sous-jacent aux grandes fonctions neurophysiologiques, et notamment l'activité locomotrice en relation avec le CC. Ces études seront effectuées sur l'animal vigilant, fixé, en situation semi-comportementale. D'abord, nous allons développer un système de détection (IPD) sur un microscope droit adapté à la Drosophile, afin d'enregistrer l'activité neuronale. En parallèle, nous allons développer un appareil pour quantifier simultanément l'activité locomotrice (petite balle soutenue par un jet d'air, permettant la marche dans un contexte artificiel). A plus long terme, cette nouvelle méthode d'imagerie pourra être appliquée à l'étude des modèles Drosophile de pathologies humaines, ou sur des cerveaux mutants, ou en relation avec des manipulations pharmacologiques.