Blanc SVSE 4 - Blanc - SVSE 4 - Neurosciences

Contrôle moléculaire de la neurogenèse postnatale : génes et microRNAs – AtmiR

Nouveaux neurones pour vieux cerveau

Le cerveau adulte conserve sa capacité à créer de nouveaux neurones tout au long de la vie. Dans ce projet nous voulons comprendre comment cette neurogenèse chez l'adulte est régulée.

Comprendre les mécanismes moléculaires qui contrôlent la génération de neurones dans le cerveau adulte.

Dans ce projet nous étudions la régulation moléculaire de la neurogenèse adulte en nous concentrant sur : <br />1) les mécanismes généraux de régulation génique qui conduisent les cellules souches à produire des neurones spécifiques ; <br />2) les mécanismes de régulation plus fine qui produisent la variété des cellules souches neurales ; <br />3) les mécanismes moléculaires qui contrôlent la génération de neurones et des cellules non neuronales. <br />

L’électroporation du cerveau in vivo nous permet d’exprimer dans les cellules souches, des facteurs de transcription ou des ARN régulateurs non-codants et de rechercher comment ces molécules influencent le destin des cellules neuronales et non-neuronales.

Nous avons trouvé chez la souris, deux facteurs de transcription, Zic1 et Zic2, capables de diriger les nouveaux neurones vers un destin de neurones inhibiteurs. Nous avons également montré que cette fonction directrice de ces gènes est très conservée au cours de l’évolution puisqu’on la retrouve chez le ver nématode, C. elegans.
Par ailleurs, nous avons trouvé une famille de petits ARN non codants capables d’induire la maturation des jeunes neurones immatures et leurs pleines fonctionnalités.

Nous allons générer une carte des déterminants moléculaires qui contrôlent le destin das cellules souches neurales post-natales.

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Dans le système olfactif des mammifères adultes, une niche régionalisée de cellules souche neurales, localisées dans la zone sous-ventriculaire (ZSV) bordant les ventricules latéraux, génèrent en continu des précurseurs neuronaux. Après une phase d’amplification, ces jeunes neuroblastes migrent sur une longue distance pour atteindre le bulbe olfactif où ils se différencient en interneurones. Ces interneurones présentent une variabilité d’expression de neuro-transmetteurs, de position et de connectivité. Du fait de ces propriétés, ce système est particulièrement bien adapté pour l’étude in vivo de phénomènes complexes, à la fois au niveau des mécanismes intimes de régulation que de leur implication fonctionnelle.
Dans ce projet, deux groupes de l’IBDM à Marseille dirigés par Harold Cremer et Laurent Kodjabachian se proposent d’utiliser à la fois le système de neurogenèse du bulbe olfactif de la souris comme système d’étude principal et la neurogenèse embryonnaire du xénope comme système complémentaire pour répondre à trois questions fondamentales: Comment la niche de cellules souche neurales se régionalise pour déterminer le phénotype neuronal dans le bulbe? Comment est contrôlé le franchissement par les précurseurs neuronaux des différentes étapes successives pour passer d’une cellule souche à un neurone mature? Quelles sont les bases moléculaires qui différencient les précurseurs neuronaux des précurseurs des cellules non neuronales? Dans ce projet, nous nous attacherons particulièrement à mettre en évidence les interactions entre gènes et micro-ARN qui permettent une régulation fine des niveaux d’expression des protéines contrôlant cette neurogenèse.
En introduction à cette étude, nous avons réalisé deux cribles moléculaires in vivo qui nous ont permis d’établir un panorama unique du patron d’expression en ARN messager et en micro-ARNs d’un panel de populations cellulaires distinctes présentes dans le système de neurogenèse du bulbe olfactif de souris. A partir de ces données, nous avons identifié une liste de facteurs et de systèmes de régulation susceptibles de contrôler cette neurogenèse et que nous étudierons in vivo. De plus, nous utiliserons Xenopus laevis comme modèle complémentaire afin d’accéder à des niveaux de résolution moléculaire particulièrement fins, en particulier pour l’étude des interactions entre micro-ARNs et leur cibles ARN messager.
Nous avons fixé trois objectifs pour répondre à ces questions.
1. Identification et caractérisation fonctionnelle des mécanismes moléculaires qui contrôlent la régionalisation de la niche de cellules souche de la ZSV de souris. Dans la suite de notre travail sur le contrôle de l’expression du facteur de transcription Pax6 dans la différentiation dopaminergique, nous étudierons le rôle des facteurs de transcription Neurod6 et Gli3 dans les cellules souche dorsales et nous établirons le rôle éventuel des micro-ARNs miR-153 et miR-7a dans la régulation de leur expression.
2. Identification et analyse de la signalisation qui contrôle la progression d’un état de cellule souche à celui d’un neurone mature. Dans cette partie du projet, nous nous focaliserons sur le rôle de miR-7a dans le maintien d’un état immature et des micro-ARNs de la famille des miR-200 comme inducteur de la différentiation.
3. Analyse des micro-ARNs qui contrôlent la différentiation des cellules ciliées de la zone ventriculaire. A partir du travail effectué sur le xénope et de nos résultats d’expression chez la souris, nous avons identifié des micro-ARNs potentiellement impliqués dans la génération des cellules épendymales. Nous étudierons leur fonction dans les deux modèles animaux.

Coordinateur du projet

Centre National de la Recherche Scientifique Délégation Provence et Corse _ Institut de Biologie du Développement Marseille Luminy (Laboratoire public)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Centre National de la Recherche Scientifique Délégation Provence et Corse _ Institut de Biologie du Développement Marseille Luminy
Centre National de la Recherche Scientifique Délégation Provence et Corse _ Institut de Biologie du Développement Marseille Luminy

Aide de l'ANR 401 457 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2014 - 48 Mois

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