L'optogénétique est un domaine de recherche et d’application associant les techniques de l’optique à celles de la génétique. Elle permet, par une stimulation lumineuse, d'altérer spécifiquement et localement un nombre limité de cellules modifiées génétiquement pour y être sensibles, sans perturber directement l'état des cellules voisines.
Conceptualisée à la fin des années 1970, elle est consacrée par un mot dédié en 2006, puis élue méthode de l’année par Nature Methods en 2010. Les applications, en nombre croissant, incluent la cartographie fine des réseaux neuronaux, l'étude de leur physiologie et de leurs communications normales et pathologiques, et de potentielles interventions médicales restaurant par exemple l'audition ou la vision.
thumb|alt=alternative à l'image|Principe de l'optogénétique
L'optogénétique s'appuie sur l'insertion, dans la membrane d'une cellule nerveuse, de molécules sensibles à la lumière qui, sous l'effet d'une stimulation lumineuse, vont modifier l'état de polarisation de la membrane. Les neurones codant l'information en signaux électriques qui déclenchent la libération de neurotransmetteurs par la cellule nerveuse, et ces transmetteurs modulant l'activité des neurones appartenant même réseau, l'induction lumineuse du changement de polarisation revient à contrôler l'activité de la cellule modifiée et des cellules de son réseau.
La partie génétique de l’optogénétique repose sur l’insertion, dans le génome de cellules nerveuses ciblées, d'un gène codant une protéine « photo-activable », c'est-à-dire dont l'activité biologique dépend de la lumière à laquelle elle est exposée ; il s'agit le plus souvent de protéines d’origine bactérienne de type opsine.
L’insertion génomique de la séquence codant l’opsine peut être réalisée par deux méthodes différentes :
Le recours à un vecteur viral modifié, où le gène à transférer est placé dans le génome viral sous le contrôle d’un promoteur fort et ubiquitaire.
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Animals must learn from past experiences, to adapt their behavior to an ever-changing environment. Students will learn about the neuronal circuit mechanisms of reward-based learning, and of aversively
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L'optogénétique est un domaine de recherche et d’application associant les techniques de l’optique à celles de la génétique. Elle permet, par une stimulation lumineuse, d'altérer spécifiquement et localement un nombre limité de cellules modifiées génétiquement pour y être sensibles, sans perturber directement l'état des cellules voisines. Conceptualisée à la fin des années 1970, elle est consacrée par un mot dédié en 2006, puis élue méthode de l’année par Nature Methods en 2010.
Le connectome est un plan complet des connexions neuronales d'un cerveau. La production et l'étude des connectomes est la connectomique. À l'échelle microscopique, elle décrit la disposition des neurones et des synapses dans tout ou partie du système nerveux d'un organisme. À l'échelle "macroscopique", elle étudie la connectivité fonctionnelle et structurelle entre toutes les aires corticales et les structures sous-corticales.
Channelrhodopsins are a subfamily of retinylidene proteins (rhodopsins) that function as light-gated ion channels. They serve as sensory photoreceptors in unicellular green algae, controlling phototaxis: movement in response to light. Expressed in cells of other organisms, they enable light to control electrical excitability, intracellular acidity, calcium influx, and other cellular processes (see optogenetics). Channelrhodopsin-1 (ChR1) and Channelrhodopsin-2 (ChR2) from the model organism Chlamydomonas reinhardtii are the first discovered channelrhodopsins.
The medial amygdala (MeA) receives pheromone information about conspecifics and has crucial functions in social behaviors. A previous study showed that activation of GABA neurons in the postero-dorsal
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Despite a long history of research in motor control, the exact mechanism of how the brain communicates with the the invertebrate ventral nerve cord (VNC) and the vertebrate spinal cord on a single neu
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The sheer size of the protein sequence space is massive: a protein of 100 residues can have 20^100 possible sequence combinations; and knowing that this exceeds the number of atoms in the universe, th