Etude des mécanismes moléculaires et des réseaux impliqués spécifiquement dans la formation de la mémoire à long terme appétitive chez Drosophila melanogaster.

Study of molecular mechanisms and neuronal networks specifically involved in appetitive long-term memory formation in Drosophila melanogaster

• Auteur / Autrice : Pierre-Yves Musso
• Direction : Paul Tchénio, Thomas Préat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 17/09/2014
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Devaud, Sylvia Anton, Pierre Vincent, Jean-René Martin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mémoire

Drosophiles

Mots clés libres

Drosphile

Mémoire appétitive

Mémoire à long-terme

Post-Ingestion

Energie

Corps pedonculés

Drosophila

Long-term memory

Résumé

Choisir une source de nourriture adaptée à ses besoins est d'une importance vitale. Cette sélection est basée sur des indices sensoriels mais la valeur nutritive réelle des aliments consommés ne peut être évaluée qu'après son ingestion par les senseurs métaboliques internes. Se rappeler cette valeur requiert un type particulier de mémoire associative car les indices sensoriels présents durant la sélection et la consommation de la nourriture doivent être associés à une information métabolique disponible après un délai. Les mécanismes de ce type d'association restent à décrire. La drosophile représente un modèle de choix pour ce type d'étude car les outils génétiques disponibles permettent la manipulation de l'expression génique et de l'activité neurale avec une grande précision. Associer une odeur avec un sucre chez des drosophiles à jeun induit la formation de mémoire associative à court terme (MCT) qui perdure quelques heures. Si le sucre est énergétique, on observe la formation d'une mémoire associative à long terme (MLT) perdurant plusieurs jours. Nous avons entrepris d'identifier spécifiquement les mécanismes de formation de la MLT appétitive.Nous avons pu démontrer que la formation de la MLT se fait en deux étapes : premièrement une association goût/odeur est formée, puis un rétrocontrôle métabolique intervient de façon différée pour consolider à long terme cette association si l'ingestion est suivie dans les premières heures d'un apport énergétique. Bien que la signalisation AMPc/PKA soit centrale pour les formations de la MCT et de la MLT, cette dernière requiert des réseaux neuronaux différents et fait appel à des acteurs moléculaires de la voie spécifiques.

Food selection according to energetic requirement is crucial. This selection is based on sensory cues, but true nutritious content is evaluated by a post-ingestion mechanism. Remembering this value requires to associate sensory cues available during food selection and consumption with metabolic information available only after a long delay that can exceed one hour. Mechanisms of such associations are poorly known.Drosophila represents a good model for this type of study since available genetic tools allow a fine control of genetic expression and neuronal activity. Association between an odor and sugar in starved flies induces short-term memory formation (STM) lasting for a couple of hours when the sugar is not energetic but induces the formation of long-term memory (LTM) lasting for days when it is energetic. We have tried to identify specific mechanisms of appetitive LTM formation.We showed that LTM formation is a two-step process: first, an odor/taste association is made. Then a delayed metabolic feedback acts in order to consolidate this association into LTM if sugar ingestion is followed by energetic supply within the three first hours. Although cAMP/PKA-signaling pathway is a central process for both STM and LTM formation, the last one involves different neural networks and needs specific molecular actors.