Etude de la transmission synaptique chez Apis mellifera : rôle des différentes conductances et effets des insecticides // Analysis of Apis mellifera synaptic transmission: roles of the different ionic conductances and effects of insecticides

L’abeille (Apis mellifera) est utilisée comme modèle pour comprendre le rôle des canaux ioniques dans l’apprentissage et de la mémoire. Son cerveau est relativement simple (106 neurones), et les canaux et récepteurs qui règlent son excitabilité cellulaire et sa plasticité synaptique sont fortement similaires à ceux des mammifères, mais moins nombreux. Dernièrement, un syndrome d’effondrement des ruches (appelé colony collapse disorder) a été signalé en Amérique et en Europe avec de très fortes pertes. L’utilisation massive des insecticides semble y jouer un rôle. Leur toxicité intervient au niveau des canaux ioniques impliqués dans l’excitabilité cellulaire. Cependant la plupart de ces canaux n’est pas caractérisée au niveau moléculaire, et le manque d’inhibiteur spécifique, à l’opposé de leurs homologues de mammifères, empêche une étude fine de leurs rôles dans la neurobiologie de l’abeille. Ces études, ainsi que la recherche d’inhibiteurs spécifiques, sont donc des priorités pour mieux comprendre les bases moléculaires de la mémoire et les effets délétères des insecticides.
Nous avons cloné récemment chez l’abeille, en plus des canaux NaV et CaV plusieurs canaux KV et des récepteurs ionotopriques (GABAergique, nicotiniques glutamatergiques) et metabotropique (glutamatergiques occtopaminergique et cholinergique).
Les buts de ce projet sont donc : (1) caractériser les propriétés biophysiques et pharmacologiques de ces nouveaux canaux en se concentrant sur les canaux KV par expression dans l’ovocyte de Xénope/ enregistrements sur cellules isolées (neurones, cellules musculaires)/enregistrement en MEA (multi-electrodes array) sur coupes de cerveaux; leur sensibilité à des venins/toxines de prédateurs connues des hyménoptères (araignées et fourmis) et aux insecticides les plus utilisés (2) déterminer leur distribution tissulaire chez l’abeille par des approches de transcriptomique (3) analyser leur régulations éventuelles par les voies de signalisation courantes (AMPc et IP3/Cai) par la coexpression des récepteurs adéquats, ou par enregistrement sur coupes de cerveaux, (potentiel d’action, voltage clamp) et (4) analyser leurs rôles dans l’excitabilité cellulaire par des test comportementaux.
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The honey bee (Apis mellifera) is used as a model to understand the role of ion channels in learning and memory. Its brain is relatively simple (106 neurons), and the channels and receptors that regulate its cellular excitability and synaptic plasticity are strongly similar to those of mammals, but less numerous. Recently, a hive collapse syndrome (called colony collapse disorder) has been reported in America and Europe with very high losses. The massive use of insecticides seems to play a role. Their toxicity occurs at the level of the ion channels involved in cellular excitability. However, most of these channels are not characterized at the molecular level, and the lack of a specific inhibitors, unlike their mammalian counterparts, prevents a detailed study of their roles in bee neurobiology. These studies, as well as the search for specific inhibitors, are therefore priorities for a better understanding of the molecular bases of memory and the deleterious effects of insecticides. We have recently cloned in bees, in addition to NaV and CaV channels, several KV channels and ionotopric (GABAergic, nicotinic glutamatergic) and metabotropic (glutamatergic octopaminergic and cholinergic) receptors. The aims of this project are therefore: (1) to characterize the biophysical and pharmacological properties of these new channels by focusing on the KV channels by expression in the oocyte of Xenopus/ recordings on isolated cells (neurons, muscle cells)/ recording in MEA (multi-electrode array) on brain sections and analyse their sensitivity to venoms/toxins from predators known to Hymenoptera (spiders and ants) as well as to the most commonly-used insecticides (2) determine their tissue distribution in bees using transcriptomics (3) and analyze their possible regulation by common signaling pathways (cAMP and IP3/Cai) by co-expression of the appropriate receptors, or recording on brain sections, neurons or isolated muscle cells (action potential, voltage clamp) and finally (4) challenge their roles in cellular excitability through behavioral tests.
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Début de la thèse : 01/10/2023

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Université de Montpellier

168 Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé

- Etudiant volontaire avec des bases en électrophysiologie, et/ou en biologie moléculaire, - pas d'allergie connues aux abeilles
- Motivated student with basic knowledge in electrophysiology and/or molecular biology - no known allergy to bees