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Lefer, Damien. Etude des mécanismes moléculaires et cellulaires de la mémorisation à long terme chez l'abeille : voies de signalisation impliquées et réorganisation des circuits neuronaux

Lefer, Damien (2012) Etude des mécanismes moléculaires et cellulaires de la mémorisation à long terme chez l'abeille : voies de signalisation impliquées et réorganisation des circuits neuronaux.

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Résumé en francais

La formation de la mémoire repose sur la modification des connexions neuronales, définissant ainsi une " trace nmésique ". En particulier, alors qu'un apprentissage intense ou répété peut conduire à la formation d'une mémoire à long terme (MLT), après une période de consolidation, lors de laquelle la trace mnésique passe d'un état labile à un état stable. L'étude des mécanismes moléculaires de la consolidation dans différents paradigmes d'apprentissage a montré que ceux-ci sont fortement conservés entre les espèces. La consolidation dépend de la synthèse protéique (transcription et traduction), ainsi que de cascades de signalisation spécifiques comme la signalisation basée sur l'activation du facteur de transcription CREB (cAMP responses element binding protein). Nous nous sommes intéressés aux bases moléculaires et cellulaires de la consolidation d'une mémoire olfactive associative chez l'abeille domestique (Apis mellifera). Pour cela, nous avons utilisé le paradigme du conditionnement du réflexe d'extension du proboscis (REP), qui permet chez cette espèce modèle l'apprentissage et la mémorisation d'une association entre une odeur et une récompense sucrée. Notre étude porte plus précisément sur les voies de signalisation et les processus de réorganisation structurale du réseau neuronal associés à la formation de la forme la plus stable de la MLT, dépendante de la transcription : la mémoire à long terme tardive (MLT-t). Les objectifs étaient (i) de préciser les caractéristiques et les mécanismes moléculaires impliqués dans la formation de cette MLT-t et (ii) d'étudier l'implication de ces mécanismes dans la réorganisation structurale de la voie olfactive de l'abeille, associée à la formation de cette MLT-t. En focalisant notre analyse sur la part de mémoire spécifique à l'association odeursucre, nous avons montré tout d'abord que la MLT-t est induite spécifiquement par un conditionnement en plusieurs essais suffisamment espacés dans le temps, et qu'elle requiert deux vagues successives de transcription, précoce et tardive. Nous avons alors fait l'hypothèse que la vague précoce de transcription était induite, au moins en partie, par l'action de la protéine CREB. Nous avons donc évalué les conséquences de l'inhibition de CREB sur la MLT-t : nos données suggèrent que ce facteur de transcription pourrait jouer un rôle, non exclusif et apparemment localisé aux lobes antennaires (premier relais de la voie olfactive), dans la consolidation, de la MLT-t. Nous avons également mis à jour une modulation de la MLT-t par une voie de signalisation impliquant sans doute l'arginine, dont les substrats moléculaires précis restent à identifier. Par la suite, nous avons étudié l'implication éventuelle de la signalisation par le monoxyde d'azote et le calcium, dans l'établissement des modifications neurales associées à cette forme de mémoire. En effet, ces deux voies de signalisation ont été identifiées précédemment comme étant importantes pour la mémorisation à long terme. Nous avons donc cherché à mettre en évidence des modifications de changements structuraux associés à la MLT-t après perturbation de l'une ou l'autre voie (par traitement pharmacologique). Nous nous sommes intéressés pour cela à des changements de volume et de densité des unités neuropilaires fonctionnelles de la voie olfactive, respectivement les glomérules des lobes antennaires et les microglomérules des corps pédonculés. Si le manque de reproductibilité des données nous a empêché de conclure quant à l'implication du monoxyde d'azote, en revanche nos résultats indiquent une implication du calcium dans la réorganisation du circuit olfactif de l'abeille au niveau des corps pédonculés, lors de la formation d'une MLT-t. Dans l'ensemble, ces résultats ont permis de mieux caractériser les mécanismes de la mémorisation à long terme chez l'abeille, et en montrent les points communs avec d'autres espèces. Ils ouvrent des perspectives pour l'étude des mécanismes fins de plasticité synaptique associés à la mémoire dans ce modèle.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Devaud, Jean-Marc
Ecole doctorale:Comportement, langages, éducation, socialisation, cognition (CLESCO)
laboratoire/Unité de recherche :Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CRCA), UMR 5169
Mots-clés libres :Plasticité structurale - Mémoire à long terme - Abeille - CREB - Transcription - Consolidation - Conditionnement appétitif olfactif
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :12 Nov 2012 15:44