Les parutions

Papiers, articles, revues, brevets,… retrouver les dernières parutions marquantes de nos chercheurs

Jean-Baptiste Masson, Francois Laurent, Albert Cardona, Chloé Barre, Nicolas Skatchkovsky, Marta Zlatic, Tihana Jovanic

Cartographier un réseau neuronal, neurone par neurone et synapse par synapse

Pour la survie d’un organisme, il est essentiel de faire un choix parmi différents comportements possibles. La plupart des comportements sont mutuellement exclusifs. Ainsi, des interactions compétitives permettraient la sélection d’un comportement et la suppression concomitante de toute alternative. De plus, les comportements se succédant les uns après les autres, un mécanisme doit réguler la transition entre les différents éléments de la séquence. L’architecture des réseaux neuronaux qui permettent la compétition et la transition entre les comportements n’est pas connue. La principale difficulté consiste à déterminer les cartes de réseaux neuronaux avec une résolution synaptique, et d’établir des rapports causaux entre l’activité de neurones et les comportements. Afin de combler ces lacunes, nous avons tiré parti de l’étude de la larve de drosophile, chez laquelle on peut aisément manipuler les neurones durant le comportement avec des outils génétiques précis et connaitre toutes les connexions synaptiques (connectome). Afin d’identifier sans a priori les neurones impliqués dans les interactions compétitives et les transitions entre les comportements, nous avons inactivé sélectivement des neurones chez des centaines de milliers de larves. Pour analyser les conséquences de ces manipulations sur les séquences de comportement des larves en réponse à un stimulus mécanique, nous avons développé une méthode de détection automatisée des différentes actions par machine learning. Ainsi, nous avons identifié les fonctions des neurones d’un réseau mécanosensoriel et cartographié leur connectivité. Ces résultats serviront de base pour comprendre comment les interactions compétitives et les transitions entre différents comportements sont contrôlées pour générer des séquences flexibles.

Exporter la référence : PLoS Genetics. 2020 February
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Tihana Jovanic

Studying neural circuit of decision-making in Drosophila larva

To study neural circuits underlying decisions, the model organism used for that purpose has to be simple enough to be able to dissect the circuitry neuron by neuron across the nervous system and in the same time complex enough to be able to perform different types of decisions. Here, I lay out the case: (1) that Drosophila larva is an advantageous model system that balances well these two requirements and (2) the insights gained from this model, assuming that circuit principles may be shared across species, can be used to advance our knowledge of neural circuit implementation of decision-making in general, including in more complex brains.

Exporter la référence : Journal of Neurogenetics, 2020 February
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Mirella Telles Salgueiro Barboni, Cyrille Vaillend, Anneka Joachimsthaler, André Maurício Passos Liber, Hanen Khabou, Michel J. Roux, Ophélie Vacca, Lucile Vignaud, Deniz Dalkara, Xavier Guillonneau, Dora Fix Ventura, Alvaro Rendon, Jan Kremers

Rescue of Defective Electroretinographic Responses in Dp71-Null Mice With AAV-Mediated Reexpression of Dp71

Purpose: To study the potential effect of a gene therapy, designed to rescue the expression of dystrophin Dp71 in the retinas of Dp71-null mice, on retinal physiology. Conclusions: The present results show successful functional recovery accompanying the reexpression of Dp71. In addition, this experimental model sheds light on MGCs influencing ERG components, since previous reports showed that aquaporin 4 and Kir4.1 channels were mislocated in MGCs of Dp71-null mice, while their distribution could be normalized following intravitreal delivery of the same ShH10-GFP-2A-Dp71 vector.

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Linda Tirou, Mariagiovanna Russo, Hélène Faure, Giuliana Pellegrino, Ariane Sharif and Martial Ruat

C9C5 positive mature oligodendrocytes are a source of Sonic Hedgehog in the mouse brain

In the mature rodent brain, Sonic Hedgehog (Shh) signaling regulates stem and progenitor cell maintenance, neuronal and glial circuitry and brain repair. However, the sources and distribution of Shh mediating these effects are still poorly characterized. Here, we report in the adult mouse brain, a broad expression pattern of Shh recognized by the specific monoclonal C9C5 antibody in a subset (11-12%) of CC1+ mature oligodendrocytes that do not express carbonic anhydrase II. These cells express also Olig2 and Sox10, two oligodendrocyte lineage-specific markers, but not PDGFRα, a marker of oligodendrocyte progenitors. In agreement with oligodendroglial cells being a source of Shh in the adult mouse brain, we identify Shh transcripts by single molecule fluorescent in situ hybridization in a subset of cells expressing Olig2 and Sox10 mRNAs. These findings also reveal that Shh expression is more extensive than originally reported.

Exporter la référence : PLoS One. 2020 February
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Trang-Anh E Nghiem, Núria Tort-Colet, Tomasz Górski, Ulisse Ferrari, Shayan Moghimyfiroozabad, Jennifer S Goldman, Bartosz Teleńczuk, Cristiano Capone, Thierry Bal, Matteo di Volo, Alain Destexhe

Deux formes différentes d'ondes lentes pendant le sommeil et l'anesthésie

Dans un article qui vient de paraître dans Cerebral Cortex, Alain Destexhe et ses collaborateurs ont analysé les ondes lentes produites pendant le sommeil et les états d'anesthésie, chez l'homme et l'animal. L'analyse statistique des décharges neuronales pendant les ondes lentes montre une différence systématique entre ces deux états. Ces différentes peuvent se reproduire in vitro, en modulant le niveau d'un neuromodulateur, l'acétylcholine. Une étude computationnelle montre que ces deux états d'onde lentes se distinguent aussi par leur sensibilité aux entrées extérieures, ce qui peux expliquer les différences entre sommeil et anesthésie.

Exporter la référence : Cerebral Cortex, January 2020
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Stéphanie Soulé, Lucille Mellottée, Abdelkrim Arab, Chongjian Chen et Jean-René Martin

Jouvence un petit ARN nucléolaire nécessaire dans l'intestin prolonge la durée de vie chez la drosophile

Dans nos sociétés, le vieillissement, la longévité, et les maladies neurodégénératives sont des questions majeures de santé publique. Dans un article paru dans Nature Communication, les chercheurs de Neuro-PSI décrivent l’identification et la caractérisation, chez la Drosophile, d’un nouveau snoRNA (small Nucleolar RNA) (que nous avons nommé jouvence). La mutation de ce snoRNA réduit la durée de vie, alors que sa surexpression l’augmente de façon importante.

Exporter la référence : Nature Communications, February 2020
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Claire Le Dorze, Antonella Borreca, Annabella Pignataro, Martine Ammassari-Teule et Pascale Gisquet-Verrier

Soigner les traumatismes par de faux souvenirs…

En se servant de la malléabilité des souvenirs, un groupe de chercheuses a créé des faux souvenirs chez des rats traumatisés en diminuant leur réponse émotionnelle par des injections d’ocytocine délivrées avant la réactivation du souvenir traumatique. Ce nouveau souvenir, qui se différencie de l’original par une valence émotionnelle réduite, prend alors le pas sur le souvenir initial, permettant ainsi de réduire les symptômes traumatiques et leurs conséquences cérébrales.

Exporter la référence : Translational Psychiatry, January 2020
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Sophie Hubatz, Guillaume Hucher, Daniel E. Shulz, Isabelle Férézou

La cartographie fonctionnelle des aires corticales dédiées à la perception du toucher révélée avec une précision inédite chez la souris

Le cortex somatosensoriel primaire (S1) des rongeurs est devenu un modèle majeur pour l'étude du traitement cortical des informations sensorielles tactiles. Une large portion de cette aire corticale est dédiée au traitement des informations en provenance des moustaches (vibrisses) de la face de l’animal. Cependant, lors d’une stimulation mécanique des vibrisses, les informations tactiles atteignent d'abord S1 mais aussi, presque simultanément une aire corticale adjacente, le cortex somatosensoriel secondaire (S2). Pour mieux comprendre le rôle de S2 dans la perception du toucher, il est essentiel de bien caractériser les réponses neuronales évoquées par des stimuli tactiles dans cette aire corticale. Pour ce faire, des chercheurs de l’institut ont tiré parti de l’excellente résolution spatio-temporelle de l’imagerie sensible au potentiel. L'analyse des propriétés spatiales des réponses induites par la stimulation individuelle de 22 à 24 vibrisses a révélé qu'elles sont topographiquement ordonnées dans l'espace au sein d’une carte symétrique, en miroir, par rapport aux réponses neuronales en S1. S’il existe un court délai (~3 ms) entre l'activation précoce de S1 et S2, les signaux évoqués dans ces deux aires sont étroitement corrélés, et d’amplitude similaire. Enfin, les propriétés spatio-temporelles des réponses de S2 sont susceptibles de favoriser l'intégration des stimuli multi-vibrissaux et l’émergence d’un percept global à partir de séquences complexes de stimulations mécaniques comme celles que l’animal génère lors de l’exploration de son environnement proche.

Exporter la référence : Scienctific Reports, January 2020
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Thierry Aubin, Nicolas Mathevon

Coding Strategies in Vertebrate Acoustic Communication

This book focuses on how animal acoustic signals code information and how this coding can be shaped by various environmental and social constraints. Highlights all aspects of the communication chain, as defined by the Mathematical Theory of Communication. Provides new insights into the acoustic coding strategies of animals exchanging information. Broadens readers’ understanding of the mechanisms and evolution of complex animal communication systems.

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Duarte K, Heide S, Poëa-Guyon S, Rousseau V, Depienne C, Rastetter A, Nava C, Attié-Bitach T, Razavi F, Martinovic J, Moutard ML, Cherfils J, Mignot C, Héron D, Barnier JV

PAK3 mutations responsible for severe intellectual disability and callosal agenesis inhibit cell migration.

Corpus callosum agenesis (CCA) is a brain malformation associated with a wide clinical spectrum including intellectual disability (ID) and an etiopathological complexity. We identified a novel missense G424R mutation in the X-linked p21-activated kinase 3 (PAK3) gene in a boy presenting with severe ID, microcephaly and CCA and his fetal sibling with CCA and severe hydrocephaly. PAK3 kinase is known to control synaptic plasticity and dendritic spine dynamics but its implication is less characterized in brain ontogenesis. In order to identify developmental functions of PAK3 impacted by mutations responsible for CCA, we compared the biochemical and biological effects of three PAK3 mutations localized in the catalytic domain. These mutations include two "severe" G424R and K389N variants (responsible for severe ID and CCA) and the "mild" A365E variant (responsible for nonsyndromic mild ID). Whereas they suppressed kinase activity, only the two severe variants displayed normal protein stability. Furthermore, they increased interactions between PAK3 and the guanine exchange factor αPIX/ARHGEF6, disturbed adhesion point dynamics and cell spreading, and severely impacted cell migration. Our findings highlight new molecular defects associated with mutations responsible for severe clinical phenotypes with developmental brain defects.

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