Réserves calciques intracellulaires et signalisation calcique neuronale locale et propagée – CaSignals

Les réserves calciques intracellulaires sont des agents reconnus des fonctions neuronales. Les signaux générés par ces réserves dans le domaine somatodendritique résultent de l'entrée de calcium par des canaux voltage dépendants, de l'activation de récepteurs couplés à des protéines G ou, comme cela a récemment été montré par les demandeurs, par l'activation de récepteurs ionotropiques tels que les récepteurs GABAA. Les mécanismes de la genèse et de la propagation de ces signaux, ainsi que de leur mise en oeuvre dans la signalisation cellulaire, sont encore mal compris. Le présent projet contribuera à combler cette lacune, en analysant plusieurs exemples de signaux impliquant des réserves calciques dans des tranches de cervelet et de moelle épinière.

Les principales techniques utilisées seront le patch-clamp de neurones identifiés, l'imagerie calcique (utilisant une caméra CCD rapide et un système d'imagerie biphotonique maison), et la photolibération de composés cagés. Dans une phase préliminaire du travail, le système biphoton sera reconfiguré, et les méthodes pour photolibérer des neurotransmetteurs (glutamate et GABA) seront améliorées. De plus, des méthodes de biologie moléculaire et d'immunohistochimie seront employées selon les besoins du projet.

Tout d'abord nous testerons l'hypothèse selon laquelle les signaux calciques générés par les réserves intracellulaires pourraient cibler l'activation de gènes spécifiques dans le noyau. Pour cela nous analyserons les signaux calciques nucléaires dans les cellules de Purkinje, ainsi que leurs effets sur l'expression génique. Nous analyserons l'influence de la parvalbumine et de la calbindine, deux protéines liant le calcium qui sont présentes dans les cellules de Purkinje, sur les signaux calciques provenant de réserves internes dans ces cellules.
Deuxièmement nous analyserons les différences entre deux types de signaux calciques induits par l'activation de récepteurs mGluR1 dans les cellules de Purkinje, en nous focalisant sur leur cinétique et leur localisation, et nous étudierons d'éventuelles interactions entre les récepteurs mGluR1 et les récepteurs ionotropiques au glutamate dans ce système.
Troisièmement nous examinerons les mécanismes responsables des réponses calciques à des applications prolongées ou répétées de GABA dans les interneurones du cervelet et dans d'autres cellules.
Quatrièmement nous étendrons l'analyse des réponses calciques à des stimulations gabaergiques et glycinergiques dans la moelle épinière. Nous utiliserons ces signaux pour localiser des contacts synaptiques, et nous illustrerons la méthode en montrant une coactivation de récepteurs NMDA par un colibération synaptique de glycine et de glutamate.