Rôle des récepteurs nicotiniques dans l'apprentissage et la mémoire olfactive chez l'abeille domestique, apis mellifera : étude des sous-unités amelaα7 et amelα8 par interférence d'ARN

Role of nicotinic acetylcholine receptor in olfactory and memory in the honeybee, apis mellifera : study of the amelalpha7 and amelalpha8 subunit susing RNA interference

• Auteur / Autrice : Thierry Louis
• Direction : Monique Gauthier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences, comportement, cognition
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récepteurs nicotiniques

Mémoire à long terme

Perception olfactive

Comportement animal

Abeille domestique

Mots clés libres

Récepteurs nicotiniques

Lobes verticaux

Amelalpha7

Réflexe d'extension du proboscis

Amelalpha8

Processus de rappel

Olfaction

ARN interférent

Résumé

L'acétylcholine est le principal neurotransmetteur excitateur du système nerveux central (SNC) des insectes, particulièrement abondant au sein des structures impliquées dans l'olfaction et la mémoire. Le rôle des récepteurs nicotiniques dans l'apprentissage olfactif chez l'abeille a fait l'objet de nombreux travaux basés sur le conditionnement du réflexe d'extension du proboscis (REP). L'injection intracérébral d'antagonistes nicotiniques couplée au conditionnement a montré que 2 types de récepteurs nicotiniques coexistent au sein du cerveau et qu'ils sous-tendent deux fonctions différentes : les récepteurs sensibles à la mécamylamine sont nécessaires pour le rappel d'une information alors que les récepteurs sensibles à l'a-bungarotoxine (a-bgt) sont requis pour la formation de la mémoire à long terme. Dans le génome de l'abeille, on trouve 11 gènes codant pour des sous-unités nicotiniques, 9 de type alpha et 2 de type beta. Nous avons donc étudié le rôle des récepteurs contenant la sous-unité Amela7 ou Amela8 dans le conditionnement olfactif du REP en réprimant l'expression de ces sous-unités par l'interférence d'ARN. Nous avons tout d'abord démontré l'efficacité de l'injection intracérébrale de siRNA pour réduire l'expression des sous-unités ciblées. Les résultats montrent que la sous-unité Amela8, présente au sein de récepteurs nicotiniques localisés dans les lobes verticaux, est impliquée dans les processus de rappel. Les récepteurs comportant Amela7 participent au processus d'acquisition d'un conditionnement discriminatif et à la formation d'une mémoire à long terme spécifique induite par un conditionnement absolu. Le rôle possible de cette sous-unité dans la perception olfactive est discuté. La comparaison de ce travail avec les études pharmacologiques suggère que les récepteurs sensibles à la mécamylamine comportent la sous-unité Amela8. L'hypothèse que les récepteurs sensibles à l'a-bgt contiennent la sous-unité Amela7 ne peut être retenue.

Acetylcholine is the major excitatory neurotransmitter in the central nervous system of insects and particularly in structures involved in olfaction and memory processes. The role of the nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) in learning and memory in the honeybee has been studied using the olfactory conditioning of the proboscis extension reflex (PER), coupled to nicotinic antagonists injected into the brain. The results showed that two different types of nAChRs supporting different functions exist in the brain: the mecamylamine-sensitive nAChRs are necessary to retrieval processes and the a-bungarotoxin-sensitive nAChRS are needed to long-term memory formation. The sequencing of the honeybee génome pointed out 11 genes coding for nicotinic subunits (9 a and 2 ß) that could potentially form a great number of different nAChR types. The aim of this PhD work is to better characterize the two types of nAChRs by studying the role of Amela7 and Amela8 subunits in learning and memory processes using RNA interference. We first show the efficiency of siRNA to decrease the expression of the targeted subunits. The effect of protein deletion on olfactory conditioning indicates the involvement of nAChRs containing Amela8, and specially those in the vertical lobes, in retrieval processes. Amela7 subunit-knockdown blocks acquisition during discriminative PER conditioning and impairs the formation of a specific memory after absolute PER conditioning. The role of Amela7 in olfactory perception is discussed. Together with pharmacological data, our results indicate that Amela8 could form mecamylamine-sensitive nAChRs. The hypothesis that a-bgt-sensitive nAChRs could be form by Amelα7 cannot be retained.