Bordeaux

Les mécanismes moléculaires de la mémoire observés à l’échelle nanoscopique

Les récepteurs de neurotransmetteurs sont concentrés dans des domaines membranaires spécialisés, les synapses. Le nombre de récepteurs au niveau des synapses détermine l’efficacité de la transmission synaptique, un paramètre déterminant des mécanismes de mémoire et d’apprentissage. La connaissance des mécanismes de contrôle du trafic des récepteurs vers et hors des synapses est donc de première importance, d’autant plus que ces processus sont susceptibles d’être à la base de nombreuses pathologies tels que les maladies neurodégénératives ou psychiatriques. Nous présenterons l’application des approches d’imagerie à très haute résolution à l’étude du trafic des récepteurs du glutamate et leur rôle dans les processus de mémoire.

Conférencier

Daniel Choquet est ingénieur de l’Ecole Centrale (Paris). Il a lancé un programme interdisciplinaire sur l’utilisation de l’imagerie à haute résolution pour étudier le trafic des récepteurs de neurotransmetteurs dans les cellules neurales à Bordeaux en 1996. Il a créé et dirige depuis 2011 l’Institut interdisciplinaire des neurosciences et le centre d’imagerie de Bordeaux. Il est également le directeur du centre d’excellence BRAIN, Bordeaux Région Aquitaine Initiative for Neuroscience. Sa principale réalisation scientifique a été la découverte que les récepteurs des neurotransmetteurs sont en mouvement constant dans la membrane neuronale et que la régulation de ce trafic régule profondément la transmission synaptique.

A venir

Nombre de participants : 

Conférencière

Lisa Roux

Portrait à venir

LIEU 1 : Institut interdisciplinaire de neurosciences (IINS)

Atelier 1 : Imaginer le cerveau entier
Atelier 2 : Imager les réseaux de neurones
Atelier 3 : Image le vivant
Atelier 4 : Le microscope à projection laser

LIEU 2 : Campus Carreire avec l’ENSTBB et l’IBGC

Atelier 5 : La Mitochondrie, respiration cellulaire et production d’énergie (Site Carreire, IBGC)
Atelier 6 : La Drosophile, un insecte au service de la science (Site Carreire, IBGC)
Atelier 7 : Purification d’une protéine produite chez la bactérie Escheridia coli (Site Carreire, ENSTBB)

LIEU 3 : Site IECB avec le CBMN et MFP

Titre : Voir l’invisible: la structure atomique des molécules biologiques
Atelier 8 : Les protéines fluorescentes comme outil pour la biologie
Atelier 9 : La révolution de la résolution : observer les molécules biologiques en 3D à l’échelle atomique grâce à la cryo-microscopie électronique
Atelier 10 : Echange avec les chercheurs de l’IECB

LIEU 4 : Site IECB avec l’Arna

Titre : L’ADN dans tous ses états !
Atelier 11 : Voir et toucher de l’ADN : Extraction d’ADN de banane

Atelier 12 : Structures de l’ADN : de la culture populaire à la réalité scientifique

Atelier 13 : La «Polymerase Chain Reaction» ou PCR

ATELIERS

Atelier 1 : Imaginer le cerveau entier
Comment observer des échantillons de grande taille tels qu’un cerveau entier de souris, un cœur ou un poumon? Nous verrons qu’en rendant les objets étudiés transparents et en les observant en microscopie à feuille de lumière, il devient possible d’explorer un organe entier, avec une résolution cellulaire.

Atelier 2 : Imager les réseaux de neurones
La microscopie nous permet aujourd’hui d’observer à toutes les échelles les neurones dans leur environnement. Nous avons des outils de navigation pour se guider à l’intérieur de ce réseau complexe, pour aller jusqu’à observer les épines dendritiques et les synapses, point de contact entre les neurones et siège de la communication.

Atelier 3 : Image le vivant
Imager le vivant, est-ce possible?
La fluorescence est un outil très précieux pour observer avec spécificité et beaucoup de contraste des protéines ou des structures d’intérêt.
Mais peut-on utiliser la fluorescence pour observer “en live” des mécanismes cellulaires?
La réponse est oui bien sûr ! Lors de cet atelier, nous utiliserons des outils permettant d’observer la dynamique de la centrale énergétique des cellules (les mitochondries) et d’une partie du système de recyclage (les lysosomes).

Atelier 4 : Le microscope à projection laser
Le microscope à projection laser: un indispensable pour une fête de la science réussie !
Suffit-il de voir en plus grand pour voir mieux ? Un microscope n’est-il qu’un appareil permettant d’observer en plus gros des objets à peine visibles ? 
Voici deux interrogations dignes d’une épreuve de philosophie posée à de futurs bacheliers. Pour peu qu’ils soient férus de Sciences, et au fait des « portes ouvertes des plates-formes » ou autre « fête de la science », ce sont eux que nous, serial imageurs, auront à renseigner. Comment alors, avec nos machines sophistiquées, leur montrer que la taille ne fait pas tout ? Comment introduire le concept complémentaire de résolution, de manière ludique et interactive? Grâce à un simple pointeur laser, et en utilisant une goutte d’eau pour tout support d’échantillon il est possible de créer un microscope à projection laser. En s’aidant d’un peu d’électronique et de pièces imprimées en 3D il est même possible de donner à manipuler ce microscope sans risque et, pourquoi pas, d’apporter une réponse à ces questions.

Atelier 5 : La Mitochondrie, respiration cellulaire et production
Au travers d’une expérience type et de discussions, nous pourrons faire découvrir les approches expérimentales utilisées au laboratoire pour comprendre le rôle de la mitochondrie dans le métabolisme énergétique cellulaire et les nano-machines qui sont derrière ces processus

Atelier 6 : La Drosophile, un insecte au service de la science
Après une petite présentation de cette insecte et de son utilisation en tant que modèle de recherche, nous proposerons de le découvrir en l’observant à la loupe binoculaire et pour aller encore plus loin d’observer les cellules en division au microscope à fluorescence après dissection de l’insecte.

Atelier 7 : Purification d’une protéine produite chez la bactérie Escheridia coli
A partir d’une culture complexe, comment obtenir une protéine purifiée…Découverte de la chromatographie

Atelier 8 : Les protéines fluorescentes comme outil pour la biologie
Au cours de cet atelier, vous réaliserez la purification de la protéine fluorescente verte de méduse (GFP) produite par des bactéries. Sa brillance ne vous laissera pas de marbre!
La découverte de la GFP a révolutionné le monde de la biologie rendant possible l’observation des molécules et des processus biologiques à l’intérieur même des cellules, grâce à la fluorescence de cette molécule originaire de la méduse.
Le prix Nobel de Chimie en 2008 a été décerné au Dr Osamu Shimomura, Dr Martin Chalfie et Dr Roger Y. Tsien pour la découverte et l’utilisation de la GFP en biologie.

Atelier 9 : La révolution de la résolution : observer les molécules biologiques en 3D à l’échelle atomique grâce à la cryo-microscopie électronique
Découvrez la cryo-microscopie électronique (technique d’imagerie révolutionnaire) et entrer dans le monde atomique de la structure des molécules biologiques.
Vous visiterez les cryo-microscopes de dernière génération (électronique et à fluorescence) permettant de déterminer l’architecture en 3D des molécules biologiques dans les cellules.
Les inventeurs de la cryo-microscopie électronique, Dr Jacques Dubochet, Dr Joachim Franck et Dr Richard Henderson, ont reçu le prix Nobel de Chimie en 2017.
Ces techniques de pointe sont quotidiennement utilisées pour résoudre la structure des molécules du vivant comme les protéines spike du coronavirus.

Atelier 10 : Echange avec les chercheurs de l’IECB
Echangez avec les chercheurs de l’IECB sur les recherches actuelles en biologie et en microbiologie, les enjeux de demain et les métiers de la recherche.

Atelier 11 : Voir et toucher de l’ADN : Extraction d’ADN de banane
Le but de cet atelier est de montrer comment il est possible d’extraire très facilement de l’ADN d’une banane, de le voir et le toucher. Cette expérience simple, aisée à faire en classe au cours de travaux pratiques permet de visualiser l’apparition de filaments opaques d’ADN, parfois appelés méduses ou pelotes.

Atelier 12 : Structures de l’ADN : de la culture populaire à la réalité scientifique
L’atelier permettra de manipuler “virtuellement” des structures d’ADN en 3D, jouer à trouver les (nombreuses) erreurs des représentations d’ADN dans la culture populaire, découvrir des structures inattendues (mais d’une grande importance biologique), et voir comment elles interagissent avec des médicaments. A travers cet atelier, les participants apprendront les bases d’un logiciel gratuit qui leur permettra de proposer des visualisations 3D d’ADN, de protéines et de leurs complexes à leurs élèves.

Atelier 13 : La «Polymerase Chain Reaction» ou PCR
La PCR est une technique une technique d’amplification enzymatique permettant d’obtenir un grand nombre de copies identiques (L’ordre de grandeur à retenir est celui du million de copies en quelques heures) d’un fragment d’ADN à partir d’un échantillon complexe et peu abondant.  Elle trouve de nombreuses applications dans le séquençage génétique, l’identification d’individus, l’étude des fossiles et évidemment le diagnostic de maladies. Cet atelier expliquera le principe et les étapes de la PCR.

Figure 1 : © Copyright Choquet, 2018 : diagramme des voies de trafic des récepteurs au niveau des synapses

Figure 2 : ©Compans et Choquet, 2015 : image des trajectoires de récepteurs à la surface d’un neurone d’hippocampe de rat visualisés à l’échelle nanoscopique