La diversité des signaux GABA dans la rétine interne permet le codage spatio-temporel
Invité par Serge Picaud, le Pr Keisuke Yonehara, (lnstitut national de génétique de Mishima, Japon) interviendra le lundi 1er juillet à 14h00. RDV dans l'Amphithéâtre Bailliart, 3ème étage de l'Hôpital national des 15-20.
Le GABA (acide γ-aminobutyrique) est le principal neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux central (SNC) des mammifères. Il existe un large éventail de types de neurones GABAergiques, chacun jouant un rôle important dans le traitement neuronal et l'étiologie des troubles neurologiques. Cependant, il n'existe pas de compréhension globale de cette diversité fonctionnelle, en raison du manque d'outils génétiques permettant de cibler et d'étudier la multitude de types cellulaires. Nous réalisons ici une imagerie à deux photons de la libération de GABA dans la couche plexiforme interne (IPL) de la rétine de la souris à l'aide du capteur de GABA iGABASnFR2 récemment mis au point. En appliquant des stimuli lumineux variés à des rétines isolées, nous avons mis en évidence plus de 40 neurones différents libérant du GABA, dont certains n'avaient pas été décrits auparavant. Les types individuels présentent des distributions uniques de sites de libération synaptique dans les sous-couches comprenant l'IPL, ce qui permet un encodage visuel spécifique à chaque couche. Les sites d'entrée et de sortie synaptiques sont alignés le long d'orientations rétiniennes spécifiques pour plusieurs types de neurones.
En outre, la modélisation informatique révèle que la combinaison d'une structure spatiale spécifique au type de cellule et d'une cinétique de libération unique permet aux neurones inhibiteurs de supprimer et de sculpter les signaux excitateurs en réponse à une large gamme de structures de mouvement pertinentes sur le plan comportemental. Notre approche à haut débit fournit la première caractérisation physiologique complète de la signalisation inhibitrice dans le SNC des vertébrés. Les applications futures de cette méthode permettront d'interroger la fonction et le dysfonctionnement de divers circuits inhibiteurs dans la santé et la maladie.
À propos de Keisuke Yonehara
Keisuke Yonehara a obtenu son doctorat dans le laboratoire du Dr Masaharu Noda à l'Institut national de biologie fondamentale d'Okazaki, au Japon, où il a identifié génétiquement un sous-type de cellules ganglionnaires sélectives dans la rétine de la souris. Pour apprendre la physiologie de la rétine, il a travaillé en tant que postdoc dans le laboratoire du Dr Botond Roska à l'Institut Friedrich Miescher pour la recherche biomédicale (FMI), à Bâle, en combinant l'imagerie à deux photons et le traçage viral trans-synaptique pour caractériser le développement et la fonction des circuits sélectifs de direction dans la rétine de la souris. Il a notamment découvert que le gène du nystagmus congénital Frmd7 est nécessaire au développement de la sélectivité de la direction de la rétine et du réflexe optocinétique. Grâce à une subvention de l'ERC, il a créé son propre groupe à l'Institut danois de recherche en neurosciences translationnelles (DANDRITE), à l'Université d'Aarhus, au Danemark, en 2015, pour travailler sur le développement et la fonction des circuits neuronaux dans la rétine, le colliculus supérieur et le cortex. En 2021, il est devenu professeur titulaire à l'Institut national de génétique de Mishima, au Japon, où il a élargi son programme de recherche pour développer des thérapies géniques afin de traiter des maladies génétiques visuelles et motrices graves.