Développement d'approches polyvalentes de marquage en mosaïque applicables à l'étude des interactions cellulaires et de l'organisation tissulaire in vivo

Les stratégies transgéniques mosaïques sont utiles en neurosciences et en biologie du développement pour l'exploration in vivo de l'architecture tissulaire, du lignage cellulaire et de la fonction des gènes. Les approches mosaïques permettent de générer des populations cellulaires génétiquement distinctes au sein d'un même tissu, facilitant ainsi l'analyse haute résolution de la manière dont les cellules individuelles interagissent, se différencient et s'auto-organisent en tissus complexes. Les recherches présentées dans cette thèse portent sur l'amélioration des techniques transgéniques mosaïques pour analyser la communication et l'organisation des cellules au sein du système nerveux des vertébrés. Dans le cadre de ce travail, j'ai contribué au développement de nouvelles générations de constructions Brainbow pour le traçage des circuits neuronaux et du lignage cellulaire, conçues grâce à un nouveau modèle mathématique de recombinaison Cre/lox. Ce modèle prédit les résultats de recombinaison et leurs fréquences dans des réseaux complexes de sites lox offrant différentes voies de recombinaison. Nous l'avons utilisé pour découvrir des nouvelles configurations Brainbow compactes exprimant de manière stochastique trois protéines fluorescentes spectralement distinctes de manière quasi équiprobable. Ce système optimisé est compatible avec l'administration d'AAV et permet un ciblage flexible des rapporteurs fluorescents vers différents compartiments subcellulaires, en vue de la cartographie haute résolution de neurones individuels et de populations clonales. Dans le cadre d'un projet complémentaire, j'ai développé une série d'outils transgéniques pour évaluer le trafic intercellulaire d'organites in vivo grâce à un commutateur génétique basé sur la transposition. Ces outils permettent le marquage fluorescent de cellules individuelles et d'organites spécifiques par simple transfection de cellules cibles, permettant ainsi de visualiser les échanges potentiels d'organites entre ces cellules. J'ai appliqué ces outils à l'étude du transfert mitochondrial et des formes précoces de communication intercellulaire dans le système nerveux central du poulet en développement. Ensemble, les outils et approches présentées dans ce travail offrent une plateforme polyvalente pour l'étude des interactions cellulaires dans le système nerveux en développement.