Modules génétiques de canaux ioniques sous-tendant la rythmicité intrinsèque dans le système nerveux central de mammifères – RhythMIC

Comprendre comment le phénotype électrophysiologique des neurones est établi et maintenu est une question centrale en neurosciences. Des études expérimentales sur l’invertébré et le mammifère ont montré que les canaux ioniques sont exprimés en modules de co-expression spécifiques du type cellulaire. De plus, des études théoriques ont suggéré que ces modules représenteraient un principe homéostatique stabilisant l’activité neuronale. Nous avons identifié un module de co-expression de canaux ioniques sensibles au potentiel et au calcium (Nav1.2, HCN2, Kv4.3, SK3) et de gènes de la signalisation dopaminergique (DA) dans les neurones DA de la substance noire compacte (SNc). Tous les canaux co-exprimés sont impliqués dans le contrôle de l’activité pacemaker, suggérant qu’ils définissent un module de « rythmicité intrinsèque ». D’autre types de neurones pacemakers comme les interneurones cholinergiques du striatum (CINs), les neurones du noyaux sous-thalamique (STN) et les interneurones spinaux Hb9 utilisent des mécanismes biophysiques similaires (courant sodium, IH, courants potassiques de type A et activés par le calcium) pour générer une activité pacemaker. En utilisant le patch-clamp combiné à la qPCR sur neurone unique et la modélisation, nous réaliserons une analyse comparative des phénotypes électrophysiologiques et des profils d’expression de canaux ioniques dans les neurones DA de la SNc, les CINs, les neurones du STN et les interneurones Hb9 afin de déterminer si la similarité des mécanismes biophysiques repose sur des modules génétiques communs ou similaires. Vu que ces 4 types neuronaux génèrent des fréquences d’activité différentes, nous espérons identifier des modules conservés (liés à la rythmicité) et singuliers (liés aux fréquences spécifiques). Ce projet vise donc à fournir une première description systémique des principes de régulation génétique sous-tendant la rythmicité intrinsèque dans les neurones du système nerveux central de mammifères.