Les comportements pilotés par les odeurs

Jusqu'à présent, les mécanismes neuraux et la génétique responsables du comportement basé sur l'odeur restent incompris. Les propriétés neuro-anatomiques et fonctionnelles de la mouche des fruits, Drosophila melanogaster, sont similaires mais moins complexes que les mammifères, ce qui en fait un modèle d'étude idéal. Grâce à un financement de l'UE, les chercheurs du projet OLFACTORYIGLURS (Olfactory perception in Drosophila: analysis of a novel iGluR-related family of odorant receptors) ont exploré les comportements de la drosophile fondés sur l'odeur.

Les récepteurs olfactifs de la drosophile (les récepteurs ionotropiques) sont structurellement liés aux récepteurs ionotropiques du glutamate (iGluR) que l'on rencontre dans le système nerveux des vertébrés. Les scientifiques se sont concentrés sur les récepteurs ionotropiques pour élucider la fonction et l'évolution des récepteurs olfactifs, ainsi que la représentation des indices sensoriels dans le cerveau.

La génomique évolutive détaillée et l'analyse d'expression in situ a révélé deux sous-familles de récepteurs ionotropiques qui appartiennent au système olfactif des protostomes. Cette branche du monde animal comprend les arthropodes, les nématodes et les mollusques. Les «récepteurs ionotropiques d'antenne» apparaissent chez des insectes tandis que les «récepteurs ionotropiques divergents» spécifiques aux espèces sont exprimés dans les neurones gustatifs périphériques et internes, suggérant ainsi un rôle pour eux dans la détection du goût.

D'importants efforts ont été engagés afin de définir l'architecture moléculaire des récepteurs ionotropiques ainsi que leurs circuits neuraux, à l'aide d'enregistrements électrophysiolgiques et de l'imagerie cellulaire. Les expériences ont apporté une nouvelle perspective sur l'architecture des récepteurs ionotropiques et leur fonction. Un résultat intéressant, avec de nombreuses applications pratiques, est que ces récepteurs pourraient également être des chimiorécepteurs sur mesure.

L'étude des circuits neuraux de récepteurs ionotropiques a aidé les chercheurs à déterminer comment ils détectent les stimuli chimiques, ainsi que les modèles spatio-temporels correspondants de l'activité neurale dans le cerveau. De ce fait, ils pourraient comparer les propriétés des systèmes chimio-sensoriels des récepteurs ionotropiques avec d'autres récepteurs chimio-sensoriels, approfondissant les connaissances sur le développement et la fonction des récepteurs ionotropiques. Grâce à la manipulation des voies sensorielles de récepteurs ionotropiques isolés, les chercheurs pourraient aussi étudier le comportement pilotés par les odeurs.

Les résultats du projet peuvent servir dans la lutte contre les nuisibles en modulant les comportements pilotés par l'odorat, pour le diagnostic clinique, la détection de polluants et le diagnostic clinique. Ces résultats sont importants pour les écologistes chimiques, les neuroscientifiques, les spécialistes en biologie évolutive et les chercheurs en biomédecine.