Mécanismes moléculaires et cellulaires de la spécification des aires corticales – CMMCS

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs
Ce projet vise l'exploration des mécanismes qui gouvernent la parcellation du cortex cérébral en aires distinctes. La régulation aire-specifique du cycle cellulaire des neuroblastes influence de façon cruciale la cytoarchitecture corticale. Afin de progresser dans la compréhension des mécanismes en jeu, nous analyserons la relation existant entre le contrôle de la phase G1 du cycle cellulaire et le mode de division des précurseurs. Nous utiliserons les aires visuelles 17 et 18 du primate comme modèle d'étude pour explorer le couplage entre les taux de prolifération et de migration des neurones corticaux. Nos travaux in vitro ont montré que les axones thalamiques embryonnaires modulent le cycle cellulaire des précurseurs corticaux. Nous explorerons in vivo chez le primate les mécanismes cellulaires et moléculaires qui médient l'influence des axones thalamiques embryonnaires sur la spécification de l'identité des aires, via une modulation de la prolifération des précurseurs.RESUME PROJET – Description
La taille même du cortex de singe immature, associée à son haut niveau de spécialisation anatomique en font un modèle unique, particulièrement adapté aux études de la corticogénèse. Contrairement au rongeur, il est en effet possible, chez le singe, d'identifier et d'isoler les différentes régions des zones germinales présomptives des aires corticales individuelles. Nous mettrons en oeuvre des techniques de biologie cellulaire et moléculaire in vivo et in vitro chez la souris et le primate. Les analyses de cycle cellulaire seront réalisées à l'aide des techniques de marquage cumulé à la BrdU et du calcul du pourcentage des mitoses marquées in vivo et in vitro en cultures dissociées ou tranches organotypiques (cf Dehay et al., 2001; Lukaszewicz et al., 2005). Le niveau d'expression des régulateurs du cycle cellulaire sera mesuré au niveau ARN par PCR quantitative et au niveau protéique par quantification en microscopie confocale (cf Lukaszewicz et al., 2002; 2005). Nous modifierons expérimentalement la régulation moléculaire de la phase G1 du cycle cellulaire des précurseurs corticaux en surexprimant, ou en diminuant, le niveau d'expression des régulateurs de la transition G1/S. Ces approches seront mises en oeuvre chez le singe in vivo et ex vivo à l'aide de techniques d'électroporation (cf Lukaszewicz et al., 2005) et d'infection par des vecteurs lentiviraux (cf Fluckiger et al, 2006), dans le but de surexprimer les gènes codant pour ces régulateurs (gain de fonction) ou de diminuer leur expression. L'analyse des taux de migration sera réalisée sur des tranches organotypiques à l'aide d'enregistrements en videomicroscopie cinétique (cf Lukaszewicz et al., 2002). Afin d'examiner les gènes dont l'expression est contrôlée par les axones thalamiques embryonnaires, nous mettrons en oeuvre une analyse du transcriptome sur des sous-compartiments des zones germinales microdisséquées au laser, à l'aide des microarrays GeneChip RhesusMacaque (Affymetrix).RESUME PROJET – Resultats attendus
Ce projet permettra de progresser dans la compréhension du rôle du cycle cellulaire dans la spécification des aires corticales. Le contrôle du mode de division est le facteur majeur qui détermine la taille du pool des précurseurs -dont nous avons montré qu'il influe directement sur la cytoarchitecture aire-spécifique. Dans ce contexte, il est important de déterminer s'il existe un lien de causalité entre la régulation de la phase G1 du cycle cellulaire et le mode de division des précurseurs. Le degré exquis de spécificité des projections géniculostriées chez le primate, combiné à l'arrivée précoce de ces axones au niveau du cortex représente un modèle d'étude inégalé pour identifier les mécanismes cellulaires qui médient in vivo l'influence précoce des axones thalamiques sur la parcellation corticale. Ce projet permettra également d'explorer si les axones thalamiques embryonnaires influencent la migrati