L'expression des gènes dans le cerveau adulte
L'activité neuronale est gouvernée par des interactions complexes de signaux entre plusieurs types cellulaires, susceptibles de se modifier pendant le développement. Afin d'élucider le réseau neuronal, il faut comprendre comment sont régulés les grands ensembles de neurones ainsi que les différences et les similitudes potentielles dans l'expression des gènes. Le projet NFG («Functional genomics of the adult and developing brain») financé par l'UE visait à identifier et caractériser l'activité fonctionnelle de neurones et de réseaux de neurones, et à comprendre comment elle est orchestrée aux niveaux cellulaires et moléculaires en termes d'expression de gènes. Le projet s'est intéressé aux récepteurs sensoriels (visuels et olfactifs) et du cortex (hippocampe et néocortex).Grâce à la microdissection par capture laser, les scientifiques ont pu séparer les photorécepteurs et les cellules de rétine en culture, puis analyser leur profil moléculaire à l'aide de microtests d'expression génique. Dans toutes les cellules analysées, ils ont constaté une surexpression de trois gènes connus pour participer à la transduction de la lumière: SAG (arrestine), Guca1a (activateur de la guanylate cyclase 1a) et Guca1b (activateur de la guanylate cyclase 1b). Ils supposent que cette surexpression conduit à un composant d'adaptation à la lumière suite à plusieurs heures d'exposition. Les tests fonctionnels chez l'animal ont montré qu'un éclairement prolongé avec une lumière constante induisait une récupération partielle du courant d'obscurité après environ deux heures. Cette observation a été associée à un changement de l'expression génique modifiant la cascade de signaux de la phototransduction et de l'adaptation à la lumière. En outre, les partenaires du projet ont caractérisé diverses catégories de neurones corticaux au niveau de leurs propriétés électrophysiologiques et de l'activité corticale. En particulier, ils ont découvert que le gène Pax6 était impliqué dans la maintenance des cellules souches du néocortex et le déclenchement de l'expression génique neuronale. Le projet NFG a généré un vaste ensemble de données d'expression génique pour des groupes individuels de neurones, apportant des connaissances de base sur la façon dont un profil moléculaire donné se traduit en activité neuronale. Ces résultats sont encourageants pour de futures utilisations de la génomique dans le domaine des neurosciences.
