Description du projet
Le sexe, les vers et l’évitement peuvent nous apprendre quelque chose sur les maladies neurodégénératives
Les mâles et les femelles d’une même espèce présentent souvent des différences qui s’étendent au-delà de leurs systèmes reproducteurs, comme la taille, la coloration et les comportements. Les dimorphismes apparaissant en réponse à des signaux environnementaux ont également été liés à des différences sexuelles dans les processus pathologiques, en particulier des maladies neurologiques. Les scientifiques travaillant sur le projet DimorphicCircuits, financé par l’UE, se penchent de manière plus approfondie sur les différences liées au sexe du système nerveux et des comportements d’évitement à médiation neurale en utilisant C. elegans comme système modèle. C. elegans est le seul organisme pour lequel l’ensemble du système nerveux a été cartographié. Les 302 neurones et 56 cellules gliales du ver adulte et toutes leurs synapses sont connus. DimorphicCircuits prévoit d’utiliser des méthodes de haute technologie dans un système simple pour élucider la façon dont le sexe module les circuits neuronaux.
Objectif
In sexually reproducing species, males and females respond to environmental sensory cues and transform the input into sexually dimorphic traits. These dimorphisms are the basis for sex-biased phenotypes in many neurological diseases. Yet, complete understanding of the underlying mechanism is still missing. How does the sexual identity impose molecular changes to individual neurons and circuits? What are the sex-specific synaptic changes that occur during development in these circuits? We recently demonstrated a sexually dimorphic dimension of neuronal connectivity: neurons belonging to a shared nervous system rewire in a sex-specific manner to generate sexually dimorphic behaviors. New findings from our lab further reveal a significant difference in the way the two sexes in the nematode C. elegans respond to aversive stimuli. These dimorphic responses are mediated via sex-shared circuits that receive similar environmental input, yet respond differently.
Building on our exciting preliminary results, we seek to elucidate how genetic sex modulates neuronal function, neural circuit dynamics and behavior during development. This proposal will pursue three complementary objectives: (i) Map the repertoire of sexually dimorphic avoidance behaviors; (ii) Study the synaptic basis for the development of sexually dimorphic circuits; and (iii) Elucidate the molecular basis of sexually dimorphic neuronal circuits. These mechanisms can only be currently resolved in C. elegans, where the entire connectome of the nervous system for both sexes has been mapped. Using cutting-edge optogenetics, calcium imaging, activity-dependent trans-synaptic labeling, genetic screens and single-cell transcriptome analysis we will shed light on the elusive connection between genes, circuits and behavior. Understanding how genetic sex modulates neuronal circuits will aid in the development of novel gender-specific therapies.
Champ scientifique
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
7610001 Rehovot
Israël