Evolution de la structure et la fonction de circuit olfactifs dans le cerveau des poissons – FISHOLF

Les variations génétiques naturelles affectant le système nerveux ont une contribution majeure à l'évolution des espèces. FISHOLF décryptera les mécanismes par lesquels les variations intra- ou inter-espèces conduisent à des changements adaptatifs dans l'organisation du système olfactif, la sensibilité, les préférences olfactives et les comportements associés. Nous avons choisi d’étudier 2 espèces de poissons : les formes cavernicoles aveugles et de surface d'Astyanax mexicanus apporteront des informations évolutives, et le poisson zèbre des outils d’imagerie et de neurogénétique.

Nous nous concentrerons sur les récepteurs et circuits neuronaux impliqués dans la détection de l'alanine et la cystéine, car les Astyanax de surface et de grotte d'une part, et les Astyanax et le poisson zèbre d'autre part, présentent des différences marquées dans leur sensibilité et réponse comportementale à ces 2 odeurs.

1. Par traçage anatomique, nous documenterons et comparerons les projections des neurones sensoriels olfactifs et l'organisation glomérulaire chez les 3 poissons, et par traçage fonctionnel nous étudierons les différences d'activation neuronale lors de la stimulation par les 2 odeurs.

2. Nous identifierons les récepteurs de l'alanine et de la cystéine chez l’Astyanax cavernicole par une nouvelle stratégie basée sur RNAseq en cellule unique. Nous caractériserons l’expression et la distribution des gènes récepteurs orthologues dans les sous-types de neurones sensoriels des 3 poissons.

3. Par édition de génome médié par CRISPR-cas9, nous générerons des lignées reportrices fluorescentes knock-in et knock-out de zebrafish ainsi que knock-out d'Astyanax cavernicole pour le récepteur olfactif à l’alanine. Ainsi, nous analyserons in vivo le développement et l'activité fonctionnelle du circuit impliqué dans la réponse à l'alanine, et testerons le rôle du récepteur de l’alanine dans l'organisation de son propre circuit, de ses cibles glomérulaires, et le contrôle des comportements de recherche alimentaire qu'il gouverne.

FISHOLF est un projet original et d’actualité abordant une question clé liée à l’adaptation olfactive chez les vertébrés, jamais explorée jusqu’à présent.