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Dans un précèdent billet, nous avons déjà parlé du poisson-zèbre, ce petit poisson de 4-5 centimètres, utilisé comme modèle animal de neurosciences pour l’étude notamment  du développement du système nerveux, de la rétine, de la régénération neuronale suite à des lésions de la moelle épinière, de la perception sensorielle et d’un certain nombre de troubles du système nerveux (autisme, schizophrénie, troubles de déficit de l’attention, lésions cérébrales, maladies neurodégénératives…).

Beneath the Surface © Luke Hammond, Columbia’s Zuckerman Institute & Dr. Jeremy Ullmann, Boston Children’s Hospital. Image captured at the Queensland Brain Institute. Twitter: @lukemaninov, @jfullmann, @QIdBrainInst 

En utilisant les propriétés de transparence de la peau du poisson zèbre, les auteurs ont imagé des neurones individuels exprimant la GCaMP, un indicateur fluorescent du calcium, dans le cerveau et le corps de poissons zèbres entiers. La GCaMP est constituée de la fusion de la protéine fluorescente GFP et de la calmoduline (calcium-modulated protein), un messager activé par le calcium, ce qui permet le déclenchement d’un certain nombre de voies de signalisation dans les cellules impliquées dans le métabolisme, la contraction des muscles lisses, ainsi que dans la consolidation de la mémoire. L’expression de cette molécule au sein des cellules est permise par une construction génétique dans des organismes génétiquement modifiés. La première souris transgénique exprimant GCaMP a été réalisée en 2004 et depuis, cette molécule, ainsi que son expression, ont été améliorées (GCaMP 2 à 8, stabilité, expression dans differents organismes, couleur). L’expression de cette molécule permet notamment de suivre l’expression, l’activation et la position de la calmoduline dans les cellules au cours des processus physiologiques et pathologiques dans des organismes vivants. La fluorescence de cette molécule devient très forte lorsqu’elle interagit avec le calcium. Pour créer cette image des cellules qui expriment la GCaMP, les auteurs ont acquis plus de 20 gigaoctets d’images avec un microscope confocal avant de reconstruire soigneusement une carte haute résolution en 3D. Les couleurs illustrent la profondeur de la position du marqueur et donc des neurones dans chaque poisson zèbre. Cette image fait partie de l’exposition itinérente Beneath the Surface en Australie, qui propose de découvrir les neurosciences à travers des bijoux, des sculptures et des photos.
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Alexandra Gros est docteure en neurosciences (Institut des neurosciences Paris-Saclay). Au cours de sa thèse, elle s’est intéressée au rôle de la neurogenèse adulte hippocampique dans les processus d’apprentissage et de mémoire, notamment épisodique. Alexandra est actuellement chercheuse post-doctorante à l’université d’Édimbourg où elle étudie comment la mise en mémoire et la persistance de souvenirs d’événements de la vie courante peuvent être affectées par un apprentissage ultérieur. Pour cela, elle cherche à élucider les mécanismes moléculaires et cellulaires sous-tendant ces processus, notamment via des mécanismes de « tagging » des neurones et synapses en utilisant l’expression des gènes immédiats précoces.