Le cerveau multidimensionnel

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Génétique Moléculaire des Rythmes Circadiens

Responsable : François Rouyer

Les rythmes veille-sommeil sont contrôlés par une horloge circadienne cérébrale qui est synchronisée avec les cycles jour-nuit par des signaux environnementaux, tels que la lumière et la température. Nous utilisons des approches neurogénétiques chez la drosophile pour comprendre comment une horloge cérébrale multi-oscillateurs est organisée aux niveaux moléculaire et cellulaire ainsi qu’à l’échelle des réseaux neuronaux, comment le cerveau traduit les informations circadiennes en rythmes veille-sommeil, et comment les signaux sensoriels sont intégrés pour entraîner le réseau neuronal de l’horloge et adapter le comportement à l’environnement.

Nos projets portent sur les questions suivantes.
- Comment la machinerie moléculaire qui fonctionne dans les cellules de l’horloge génère une oscillation de 24 heures (circadienne) : nous analysons la fonction et la régulation (contrôles transcriptionnels, post-transcriptionnels et post-traductionnels) des gènes clés de l’horloge (Clock, period, timeless) et recherchons de nouveaux composants d’horloge.
- Comment la variation génétique naturelle façonne les phénotypes individuels du rythme veille-sommeil dans diverses conditions environnementales : nous analysons le comportement de lignées isogéniques entièrement séquencées provenant d’individus capturés dans la nature pour identifier de nouveaux variants des composants de l’horloge et des voies de photoréception.
- Quelle est la base neuronale de l’horloge circadienne cérébrale : nous étudions la contribution comportementale des différents oscillateurs neuronaux et leur communication par l’intermédiaire de neuropeptides (PDF et ITP) ou d’autres neurotransmetteurs pour comprendre les règles opérant dans le réseau des neurones d’horloge.
- Comment les changements de lumière synchronisent le réseau cérébral de neurones d’horloge avec les cycles jour-nuit et modifient ses propriétés pour adapter le comportement aux variations quotidiennes et saisonnières de l’environnement : nous caractérisons les voies neuronales et moléculaires (photoréception via le système visuel et le cryptochrome) qui transmettent les signaux lumineux aux neurones d’horloge et à leur oscillateur moléculaire.
- Comment l’information circadienne générée par les neurones d’horloge se traduit-elle en comportement veille-sommeil : nous recherchons les cibles des neurones d’horloge grâce à une analyse anatomique et fonctionnelle et étudions les caractéristiques de contrôle du sommeil encodées par les neurones d’horloge.


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