Thèse de Mirelle ter Veer

Thèse : Imagerie nanométrique de la morphologie synaptique dans le néocortex de souris in vivo par microscopie deux-photon STED

Soutenue le 25 novembre 2016

Mirelle ter Veer  doctorante  IINS

Equipe Valentin Nagerl : Synaptic Plasticity and Superresolution Microscopy group
Soutenance vers 16 h   CGFB Campus Carreire   /Laboratoire IINS

Mirelle ter Veer
PhD student Université Bordeaux- ENC-network
mirelle.ter-veer(at)u-bordeaux.fr

Expertise : Pump-Dump-Probe-Spectroscopy, Higher Harmonic Generation Microscopy, Electrophysiology, 2P-STED Microscopy, Stereotaxic virus injections, Immunochemistry

 

Résumé :
Le cerveau est un organe complexe composé de neurones et des cellules non-neuronales
. La communication entre les neurones a lieu via les synapses, dont le remodelage morphologique est considéré essentiel pour le traitement et le stockage des informations dans le cerveau des mammifères. Récemment, ce point de vue neuro-centrée de la fonction synaptique a évolué, en prenant également en compte les processus gliales à proximité immédiate de la synapse. Cependant, comme leur structure est bien en deçà de la résolution spatiale de la microscopie optique conventionnelle, les progrès dans les enquêtes dans leur environnement physiologique, le cerveau intact, a été entravée. En effet, on sait peu sur les variations nanométriques de la morphologie des épines dendritiques et l’interaction avec les processus gliales, et, finalement, comment elles affectent la transmission synaptique in vivo.

Dans cette thèse, nous cherchons à visualiser la dynamique de la nano-morphologie des épines dendritiques et les processus gliales dans le cortex à tonneaux de souris in vivo. Nous
avons donc mis en place l’imagerie super-résolution 2P-STED en temps réel, ce qui permet une haute résolution spatiale et la pénétration profonds des tissus, chez la souris anesthésiée in vivo. Nous montrons que la nano-morphologie des épines est diversifiée, dynamique, mais globalement stable, et que les différences dans la morphologie des épines peut avoir un effet sur leur compartimentation in vivo. En outre, la mise en oeuvre de l’imagerie super-résolution en double couleur in vivo et le développement d’une approche de marquage astrocytaire, nous a permis de fournir la caractérisation à l’échelle nanométrique des interactions neurone-glie.
Ces résultats apportent un aperçu sans précédent dans la dynamique de la synapse à l’échelle nanométrique in vivo, et ouvrir la voie à une meilleure compréhension de la façon dont les réarrangements morphologiques des synapses contribuent à la physiologie du cerveau.

Mots clés : Microscopie super résolution, microscopie à deux photons (2P) et STED, la préparation in vivo du cerveau, épines dendritiques, FRAP, compartimentation des épines, imagerie double couleur, processus gliales

Publications
(PhD). ter Veer MJT, Pfeiffer T, Nägerl UV (2016), Two-photon STED microscopy for nanoscale imaging of neural morphology in vivo, Methods in Molecular Biology, in preparation

(Msc). Schotten S, Meijer M, Walter AM, Huson V, Mamer L, Kalogreades L, Ter Veer M, Ruiter M, Brose N, Rosenmund C, Sørensen JB, Verhage M, Cornelisse LN. (2015), Additive effects on the energy barrier for synaptic vesicle fusion cause supralinear effects on the vesicle fusion rate, Elife, 4, doi: 10.7554/eLife.05531. Erratum in Elife. 2015;4. doi: 10.7554/eLife.09036

(Bsc). van Oort B, ter Veer MJ, Groot ML, van Stokkum IH. (2012), Excited state proton transfer in strongly enhanced GFP (sGFP2), Phys Chem Chem Phys, 14 (25), 8852 – 8858.

Jury

Giovanni Marsicano
DR Inserm(Chair/Président)
Bruno Weber
PU(Reviewer/Rapporteur)
Fritjof Helmchen
PU(Reviewer/Rapporteur)
Laurent Cognet
DR CNRS (Examiner/Examinateur)
Detlev Schild
PU(Examiner/Examinateur)

Directeur de thèse

Supervisor / Directeur de thèse: U. Valentin Nägerl, Professor/Professeur
Team Leader IINS

Last update: 5 juin 2018