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Dans le domaine de l'imagerie cérébrale, la notion de marquage neuronal regroupe toutes les méthodes permettant de rendre les neurones visibles par un marqueur (coloration, fluorescence) pour les étudier ou étudier leur disposition, systèmes ou comportement.
Autrefois, l'observation ne pouvait porter que sur des neurones morts. Depuis peu, des marqueurs spécifiques (utilisant la fluorescence de certaines protéines qu'on fait produire par les neurones génétiquement modifiés) permettent de rendre visibles des neurones vivants, et même uniquement certaines catégories de neurones ou d'autres cellules associées.
Deux grandes méthodes peuvent être distinguées selon qu'elles tuent ou non les neurones :
Deux méthodes sont utilisées :
On a d'abord utilisé la GFP (Green fluorescent protein) isolée en 1962 au Japon chez une méduse (Aequorea victoria) et que le génie génétique s'est depuis largement approprié. Cette fluorescence verte est rendue visible par des filtres spéciaux posés sur les optiques des microscopes ou micro-caméras. On suppose que le transgène et la fluorescence exprimés par des protéines nouvelles dans l'espace intercellulaire des neurones[1] ne modifient a priori pas le fonctionnement global du système nerveux que l'on observe ainsi, par exemple dans le cerveau de lignées de souris génétiquement modifiées, brevetées et commercialisées. l'inconvénient de la GFP, était que tous les neurones étaient colorés de la même manière.
On a ensuite par mutation du gène de la GFP et clonage de protéines proches trouvées chez des coraux produit de nouvelles protéines fluorescentes (jaune et rouge)[2].
En 2010, le motif coloré obtenu, ou plus précisément la couleur produite par les neurones, reste pour partie aléatoire. On utilise des souriceaux nés de souris possédant un transgène Brainbow contrôlé par un promoteur neuronal croisées avec des souris exprimant une forme de la recombinase Cre inductible par un produit chimique (tamoxifène en l'occurrence) ; ce système cre/lox était déjà utilisé pour distribuer aléatoirement un ou deux transgènes dans une population de cellules, ce qui permet une expression différentiée des protéines fluorescentes codées par ces gènes ; le transgène Brainbow produit une fluorescence rouge et les cellules recombinées par le Cre produisent les autres couleurs. Toutes les cellules ne recombinant pas, on obtient un motif différenciant le réseau neuronal.
On cherche aujourd'hui à :
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