Une nouvelle dissection fonctionnelle des mécanismes transcriptionnels contrôlés par Zif268/NAB2 dans la plasticité neuronale et la mémoire – GeneMem

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs
La régulation activité-dépendante de facteurs de transcription contrôlant l'expression des programmes génomiques des neurones est un mécanisme critique de la plasticité neuronale et de la formation des souvenirs. Récemment, nous avons établi qu'un de ces gènes, zif268, est essentiel à la stabilisation de la plasticité et à la mémoire à long terme. Notre objectif est de caractériser les mécanismes d'action sous-jacents à la fonction de zif268 et de son régulateur négatif NAB2 dans la plasticité et la mémoire. Notre approche pluridisciplinaire, fondée sur des méthodologies innovantes (ARN interférence locale et temporellement contrôlée in vivo, liaison fonctionnelle à l'ADN, génomique), permettra de répondre à des questions fondamentales sur le rôle dans différentes structures du cerveau de cette étape d'initiation du contrôle transcriptionnel par zif268/NAB2 dans la plasticité neuronale et dans différentes catégories et processus de mémoire.RESUME PROJET – Description
Pour atteindre nos objectifs, nous utiliserons une approche multidisciplinaire combinant analyses comportementales, électrophysiologie in vivo, ARN interférence locale et temporellement contrôlée chez le rat in vivo, tests de liaison fonctionnelle à l'ADN et miropuces, basées sur l'expertise des deux laboratoires. Le projet est fondé sur des paradigmes établis de tests de différentes formes de mémoire (spatiale, de reconnaissance, émotionnelle) impliquant des circuits cérébraux définis. Deux stratégies pour inactiver zif268 et de NAB2 par ARNi seront développées: utilisation de vecteurs lentiviraux permettant une inactivation locale et réversible, et injection locale de siRNA couplée à l'électroporation. Avec la méthode la plus efficace, nous caractériserons le rôle de zif268 et de NAB2 dans la plasticité synaptique (PLT) et la mémoire. Une caractéristique originale et critique de ce projet est de le cibler spécifiquement sur une analyse de la fonction de zif268/NAB2 dans l'hippocampe et le cortex préfrontal en fonction des catégories de mémoire étudiées et de la dimension temporelle des processus d'apprentissage, de consolidation, de rappel et de reconsolidation. De plus, l'analyse de mémoires récentes et anciennes nous permettra de définir les rôles de zif268/NAB2 dans la consolidation systémique au cours du temps. Pour étudier comment zif268/NAB2 contrôlent les événements transcriptionnels post-PLT, post-apprentissage ou post-rappel, cette nouvelle approche sera combinée avec des tests de liaison à l'ADN et d'immunoprécipitation de la chromatine, et des méthodes génomiques sur micropuces à ADN pour analyser les réseaux de régulation génique contrôlés par zif268. Nous pensons que cette recherche novatrice de post-génomique fonctionnelle en neuroscience apportera une approche performante pour disséquer d'une manière structure-dépendante des mécanismes moléculaires clé de la plasticité neuronale qui sous-tend la formation des souvenirs.RESUME PROJET – Resultats attendus
1. Etablir une méthode efficace d'ARN interférence locale, temporellement contrôlée et réversible chez le rat in vivo et des méthodes d'analyse de liaison fonctionnelle à l'ADN de facteurs de transcription dans le cerveau.
2. Caractériser fonctionnellement le rôle de zif268 et de son régulateur négatif NAB2 dans la plasticité et la mémoire.
3. Identifier le rôle spécifique de ces deux gènes dans différentes structures en fonction du type de mémoire en jeu et des processus d'apprentissage, de consolidation, de rappel et de reconsolidation de mémoires récentes et anciennes.
4. Identifier les réseaux de régulation géniques contrôlés par zif268 dans le cerveau.
5. Etablir si la surexpression de zif268 engendrée par ARN interférence de NAB2 peut servir de stratégie de facilitation cognitive dans la perspective future de tenter de compenser les altérations de plasticité synaptique et les déficits de mémoire dans des modèles de pathologies.