SEIX 17-20 octobre 2005 - Atelier Calcium

VARIATIONS CALCIQUES DANS LE SYSTEME NERVEUX CENTRAL DE
DROSOPHILE
Philippe Rosay
Université de Bordeaux 1, Laboratoire de Neurosciences Cognitives, Avenue des Facultés
33405 Talence Cedex, France
Préambule
Le calcium, et ses variations de concentration, sont maintenant connus pour réguler une
gamme tellement vaste de processus cellulaires, qu‟il convient de préciser le champ de ce
document. En effet, même en se limitant aux neurones (en développement ou matures),
cerner toutes les fonctions du calcium est extrêmement difficile. Le calcium intervient
dans la libération rapide de neurotransmetteurs, comme dans les changements de plus
longue durée, avec modifications de l‟expression des gènes. Notre propos se concentrera
sur la description de telles variations de niveau de calcium intracellulaire, dans des
neurones matures de la drosophile et leur possible contribution dans la consolidation de
la mémoire chez cet insecte.
La mémoire
Deux questions intéressantes sur le fonctionnement du système nerveux de Drosophile se
résument ainsi : « Que nous apprend la Drosophile ? » et d‟abord « Que peut on
apprendre à une mouche ? » (Waddel S, 2001). Dans un conditionnement de type
pavlovien, les mouches peuvent être entraînées à fuir une odeur si elles en ont fait
préalablement l‟expérience avec un choc électrique (Tully T, 1985). C‟est un
apprentissage simple qui demande à l‟animal d‟intégrer deux indices, l‟odeur (un
stimulus conditionnant) et un choc électrique (stimulus inconditionnel). Il est bien sur
possible d‟apprendre aux mouches à se diriger vers une odeur, dans ce cas en l‟associant
à une récompense, généralement de la nourriture. Ces capacités d‟apprentissage sont
particulièrement accessibles à l‟analyse génétique dans cet organisme. Les trente
dernières années été riches en découvertes, avec surtout des moyens diversifiés de muter
les mouches pour tester leur descendance pour des défauts d‟apprentissage ou de
mémoire (Dudai, 1976). Les mutants retenus sont ceux qui gardent la sensibilité aux
chocs électriques, leur capacité gustative ou à détecter les odeurs ;
Les premières (et la majorité) des mutagenèses ont été menées avec le paradigme
d‟apprentissage olfactif. Depuis la découverte des gènes dunce, rutabaga, amnesiac et radish,
le comportement des mutants a été analysé très en détail, et donne maintenant une image
d‟ensemble de la mémoire qui comporte des phases distinguables à la fois génétiquement et
aussi dans leur succession temporelle (figure 1). L‟apprentissage est perturbé dans les mutants
latheo, volado, linotte ou turnip, alors que la mémoire à court terme (une heure après
l‟apprentissage, pour donner un ordre de grandeur) est dépendante du bon fonctionnement des
produits des gènes dunce, shaker ou rutabaga. Le gène amnesiac est particulier à la mémoire à
moyen terme, sa mutation n‟empêche pas d „apprendre convenablement, mais l‟oubli vient
très vite, ce qui donne un accès moléculaire pour comprendre la phase de consolidation de la
mémoire.
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