Développement des cartes sensorielles

Présentation

Notre équipe étudie les mécanismes moléculaires qui sous-tendent trois étapes essentielles du développement des circuits neuronaux : (1) la migration neuronale, qui permet au corps cellulaire des neurones nouvellement générés de rejoindre leur position finale dans le système nerveux, (2) le guidage axonal, qui permet aux axones en développement d'atteindre leurs cibles spécifiques, et (3) l'élagage des axones, qui conduit au raffinement des connexions exubérantes au niveau des cibles. Nos lignes de recherche se concentrent sur le décryptage des mécanismes intrinsèques qui ajustent les comportements cellulaires à leur environnement (molécules de guidage, axones voisins, ...) avec un accent particulier sur deux processus distincts mais liés : la signalisation des seconds messagers (AMPc, GMPc et Ca2+) et le remodelage du cytosquelette.

L'AMPc, le GMPc et le Ca2+ sont des molécules de signalisation influençant d'innombrables effecteurs et processus cellulaires. Leur compartimentation subcellulaire est une stratégie flexible permettant d’expliquer comment ces messagers cellulaires parviennent à réguler spécifiquement chacun des processus cellulaires qu’ils contrôlent. Pour étudier l’importance de la compartimentation cellulaire de ces seconds messagers au cours des différentes étapes du développement des réseaux neuronaux, nous développons un ensemble d'outils codés génétiquement qui permettant de visualiser et de manipuler les signaux d'AMPc, de GMPc et de Ca2+ avec une résolution cellulaire et subcellulaire.  Cette boîte à outils moléculaires est ensuite combinée à des approches de microscopie de pointe pour comprendre comment les signaux subcellulaires contrôlent le développement de la connectivité neuronale.

La régulation de la dynamique des microtubules est essentielle pour le câblage des circuits neuronaux et son dysfonctionnement est à l'origine d'un éventail de troubles neurodéveloppementaux. Alors que les microtubules sont récemment apparus comme des forces motrices clés de l'orientation des cônes de croissance, les nombreux acteurs qui régulent leurs fonctions dans les axones ainsi que leur mode d'action spécifique et leur régulation par des molécules de guidage axonal restent largement inconnus. Nous étudions le rôle d’une famille d’ATPase impliquées dans des maladies neurologiques chez l’homme, dans l’établissement des connectivités neuronales des ATPases Spastin, Katanin et de leur homologue Fidgetin-like 1 (Fignl1) sur la navigation des axones et les processus moléculaires et cellulaires contrôlés par ces protéines dans les axones en développement.

En décryptant le rôle des réseaux subcellulaires de seconds messagers et des protéines associées au cytosquelette dans le câblage des circuits visuels et moteurs, nos projets permettront de mieux comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la connectivité neuronale et de jeter un nouvel éclairage sur l'étiologie des troubles neurodéveloppementaux / neurodégénératifs et de fournir des cibles thérapeutiques ou des outils pour préserver ou (ré)établir la connectivité fonctionnelle dans des conditions pathologiques.