Le traitement de l’information par le cerveau et la rétine repose sur des assemblages extraordinairement complexes et précisément organisés de neurones et cellules gliales. Le développement de ces réseaux pose deux questions majeures : comment les cellules qui les composent sont-elles générées en nombre et types adéquats ? Comment ces cellules se répartissent-elles dans le tissu nerveux et s’interconnectent-elles ? Notre équipe développe et applique de nouvelles approches d’ingénierie génétique et d’imagerie pour étudier ces questions in situ, à l’échelle cellulaire. En particulier, nous utilisons la stratégie transgénique Brainbow qui distribue des combinaisons de protéines fluorescentes de différentes couleurs (rouge, jaune, cyan…) dans les cellules d’un tissu.  En permettant de discriminer les cellules juxtaposées, des marqueurs de couleur ouvrent de nouvelles possibilités d’analyse de la structure et du développement des circuits neuronaux au niveau cellulaire. Nous utilisons cette approche et d’autres méthodologies pour deux types d’étude :

1)         Potentialités et régulation des cellules souches neurales.

L’ensemble des neurones et cellules gliales du cerveau et de la rétine sont directement ou indirectement générés par les cellules souches/progénitrices neurales situées dans le neuroépithélium embryonnaire. Nous  avons introduit une approche utilisant les transgènes Brainbow pour marquer individuellement ces progéniteurs avec des couleurs distinctes et identifier leur descendance depuis les stades embryonnaires jusque chez l’adulte. Nous utilisons cette approche d’analyse clonale multicolore dans le cortex et la rétine pour caractériser les potentialités des progéniteurs corticaux et rétiniens, déchiffrer les mécanismes de leur régulation et comprendre comment leurs cellules filles (neuronales ou gliales) s’organisent dans le tissu nerveux mâture.

2)         Structure et développement de la circuiterie sensorielle.

Nous utilisons la stratégie Brainbow en combinaison avec de nouvelles approches d’imagerie optique pour le traçage « connectomique » de circuits sensoriels spécifiques, dans le but de révéler de nouvelles propriétés des circuits neuronaux et de comprendre comment ils s’assemblent et sont remodelés au cours du développement.

D’autre part nous continuons d’améliorer les stratégies Brainbow et développons des approches d’ingénierie génétique complémentaires pour l’analyse des circuits et de leur développement.