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Intégration de la photopériode par la rétine chez les mammifères

Unité de Recherche

UPR 3212 - Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives (INCI)
5, rue Blaise Pascal, 67084 STRASBOURG

Équipe

Nom : Rythme, Vie et Mort de la rétine

Responsable : HICKS David - photoreceptor67@hotmail.com

Téléphone du responsable : 0388456723

Site web : Accéder au site

Composition de l'équipe :
- Chercheurs : 7
- ITA : 3
- Doctorants : 7
- Post-Docs : 1
- Autres : 3

Publications majeures de l'équipe relatives au sujet au cours des 3 dernières années (le cas échéant, 3 publications récentes du DT) :
1) Gianesini C., Hiragaki S., Contreras-Alcantara S., Laurent V., Hicks D., Tosini G.; Cone viability is affected by interruption of melatonin signaling. Investigative Ophthalmology and Visual Science 2016, Jan 1; 57(1):94-104.
2) Gianesini, C., Clesse, D., Tosini, G., Hicks, D., & Laurent, V. (2015). Unique regulation of the melatonin synthetic pathway in the retina of diurnal female Arvicanthis ansorgei (Rodentia). Endocrinology, EN.2015–1267.
3) Bobu C., Sandu C., Laurent V., Felder-Schmittbuhl M-P., Hicks D. Prolonged light exposure induces widespread phase shifting in the circadian
clock and visual pigment gene expression of the Arvicanthis ansorgei retina. Molecular Vision, 2013; vol. 19.

Concernant la thèse

Directeur de Thèse : LAURENT-GYDé Virginie - gydelaurent@inci-cnrs.unistra.fr

Téléphone : 0388456675

Co-encadrant : non

Co-tutelle : non

Co-Directeur : non

Concernant le sujet proposé :

Titre : Intégration de la photopériode par la rétine chez les mammifères

Projet : Etat de la question : L’anticipation et l’intégration de la photopériode sont fondamentales pour l’adaptation des êtres vivants à leur environnement, et existent également chez l’homme (Rosenwasser et Turek, 2015). La mélatonine est considérée comme le messager interne par lequel les organismes perçoivent le changement saisonnier de la photopériode afin de programmer leur reproduction (Simonneaux et al, 2013 ; Revel et al, 2009) ; elle est synthétisée et libérée par la glande pinéale, avec un rythme journalier très marqué et une durée de synthèse nocturne dépendante de la durée de la nuit. Cependant, le mécanisme par lequel les variations saisonnières des informations photiques sont transmises au cerveau n’est pas connu. Les cellules ganglionnaires intrinsèquement photosensibles (ipRGCs) à mélanopsine de la rétine, projettent vers les noyaux suprachiasmatiques (SCN) de l’hypothalamus pour moduler le photo-entraînement circadien (Schmidt et al, 2011), le SCN contrôlant à son tour la sécrétion de mélatonine par la glande pinéale (Larsen 1998). Les souris dépourvues de cônes et de bâtonnets présentent encore la suppression diurne de sécrétion de la mélatonine (Tri Hoang Do and Yau, 2010). Comprendre les mécanismes endogènes complets de la lecture de la photopériode semble essentiel pour mieux appréhender les troubles des grandes fonctions chez l’homme. Objectifs : Le but de ce projet est de 1) évaluer la contribution des différents photorécepteurs à la transmission du message photopériodique au cerveau. 2) comment la rétine traite le message photopériodique. Le projet comprendra les étapes suivantes : I) Nous allons utiliser différents modèles murins pour analyser le rôle de chaque type cellulaire : A) Des souris C3H rd1 dont les bâtonnets et les cônes dégénèrent rapidement (99% et environ 90% respectivement) en quelques semaines, ne laissant que les ipRGCs pour assurer la photoréception. b) nous utiliserons les souris Opn4 KO (sans mélanopsine) croisées avec la souche CBA/CaJ (souche dépourvue de la mutation rd1 et qui sécrète de la mélatonine) ; C) La souris triple KO (C3H x opn4 KO) sans aucun photorécepteur ; D) La souche sauvage CBA/CaJ (rétine intacte). Afin de cartographier les projections cellulaires issues de la rétine vers les SCN, nous injecterons pour un marquage cellulaire rétrograde, de la toxine diphtérique dans les SCN. Des marqueurs de cellules ganglionnaires (i.e. mélanopsine, brn3, Thy1, NFL-200) permettront l’identification des cellules avec toxines. 2) En plus de l’identification des cellules impliquées dans l’encodage de la photopériode, nous chercherons dans la deuxième partie à en comprendre les mécanismes. La rétine possède une (des) horloge (s) (Jaeger et al, 2015) impliquée(s) dans les processus rythmiques essentiels de la physiologie de ce tissu (McMahon et al, 2014). De plus, la production nocturne de la mélatonine dans la rétine participe via ses récepteurs MT1/MT2 à la synchronisation de l’horloge et des fonctions de ce tissu (Hiragaki et al, 2014). Elle peut notamment modifier l’activité des ipRGCs de type M4. (Pack et al 2015). Or, peu de données existent concernant l’effet de la variation de la photopériode sur le fonctionnement des cellules de la rétine et notamment la régulation de leur (s) horloge(s). Nous établirons alors le profil des gènes horloges (par RT-PCR) dans la rétine des différents modèles animaux utilisés précédemment placés en deux groupes SP et LP pendant 4 semaines au préalable. Afin de contrôler si l’effet de la photopériode dans la rétine passe par la régulation de la synthèse de la mélatonine, nous étudierons les enzymes de synthèse de la mélatonine : l’Aryl-Alkylamine N-Acetyl Transferase (AA-NAT) et l’hydroxyindole-O-methyltransferase (HIOMT) par RT-PCR et immunocytochimie, dans des rétines de souris CBA/CaJ placées 4 semaines en SP ou LP

Compétences souhaitées : -Formation en Neurosciences souhaitée
-Connaissances de physiologie animale et notions de génétique
-Réel intérêt pour la mise en place d'expériences animales, les techniques de biologie cellulaire et moléculaires
-Motivation pour apprendre la technique de multiélectrodes array (MEA)

Expertises qui seront acquises au cours de la formation : -Manipulation des animaux, actimétrie
-Injections intra-oculaires
-Prélèvements sanguins par la technique du tail snip
-Electrorétinogrammes, MEA
-Immunocytochimie
-Western-blotting, ELISA, qPCR
-Technique réalisée en collaboration: HPLC/MS