Décryptage des mécanismes moléculaires de la late-LTP avec la technique Timelapse-Patch-Seq (TiPS) – TiPS

La potentialisation à long terme (LTP) est un modèle largement accepté qui expliquerait l'apprentissage et la mémoire. La phase précoce de la LTP est bien connue mais de nombreuses questions restent quant au maintien à long terme de la LTP (late-LTP). Pour aborder ce point important, nous avons développé une méthodologie très innovante: Timelapse-Patch-Seq (TiPS). Cette approche est basée sur des enregistrements répétitifs par patch-clamp de connexions synaptiques unitaires entre deux neurones dans un réseau neuronal préservé (e.g., tranches organotypiques d'hippocampe) et combinée chaque fois avec du RNA-seq et l'imagerie 3D. Cette approche multimodale et longitudinale permet (1) de manipuler génétiquement, stimuler et visualiser les éléments pré et postsynaptiques de synapses individuelles, (2) d’étudier la structure et physiologie synaptique à plusieurs points de temps sur de longues périodes (jusqu'à plusieurs semaines) et (3) de corréler les changements synaptiques avec la régulation transcriptomique par RNA-seq et analyse bioinformatique. Cette methode est une occasion unique de relier les états fonctionnels, transcriptomiques et morphologiques de neurones connectés avant et après avoir déclenché la plasticité synaptique. Puisque la LTP implique des modifications de la nanoarchitecture des synapses, telles que l'organisation des protéines synaptiques en nanodomaines, le TiPS sera combiné à la microscopie d'expansion pour obtenir une analyse complète de la late-LTP. Ce projet interdisciplinaire permettra d'identifier de nouveaux mécanismes moléculaires de la late-LTP et devrait mettre en évidence l'importance relative des compartiments pré et post-synaptiques. L'identification des mécanismes moléculaires de la late-LTP constituera une étape clef dans la compréhension de l'apprentissage et de la mémoire. En outre, les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer pourraient être étudiées avec la même approche afin d'ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques.