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Neuro-éthologie de l’olfaction (NEO)

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Thématiques de recherche

Nos recherches expérimentales complétées par des modélisations théoriques visent à comprendre les processus de reconnaissance du signal olfactif et sa traduction en réponse comportementale adaptée à l’environnement et selon l’état physiologique de l’individu. Elles concernent les processus du codage sensoriel depuis la transduction du signal odorant par les neurones récepteurs olfactifs de l’antenne jusqu’à son intégration dans le système nerveux central par le réseau de neurones du lobe antennaire et sa traduction en réponse locomotrice orientée.

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Calcium activity maps in the antennal lobe in response to a volatile plant compound and to the sex pheromone (carte d’activité en imagerie calcique du lobe antennaire à un composé volatil de plante et à la phréromone)
N. Deisig©UMR7618

Nous étudions comment l’insecte répond à un signal spécifique dans un environnement sensoriel complexe (interactions phéromones / odeurs de plantes) et les mécanismes de modulation de cette réponse par des signaux internes, en particulier sous l’influence d’hormones stéroïdes impliquées dans le développement.

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Reconstruction of the antennal lobe from a male moth (reconstruction d’un lobe antennaire de papillon)
S. Anton©UMR7618

Nous utilisons des approches anatomiques complémentaires (neuroanatomie quantitative, colorations intracellulaires), moléculaires (clonage, hybridation in situ, interférence d’ARN, expression hétérologue), électrophysiologiques (extracellulaire, patch clamp in vivo et in vitro), d’imagerie (imagerie calcique), comportementales (olfactométrie, trajectométrie, tests d’apprentissage), biochimiques (immuno-dosage de stéroïdes), physico-chimiques (chromatographie en phase gazeuse couplée au comportement) et modélisatrices (analyses statistiques, simulations informatiques, robotique) pour étudier d’une part le fonctionnement des neurones et des réseaux de neurones et d’autre part les modifications de ce fonctionnement (e.g en lien avec le changement global, la présence de molécules d’origine anthropique). Divers olfactomètres, compensateurs de locomotion et tunnels de vol sont utilisés pour enregistrer et analyser la réponse comportementale de l’insecte à des signaux odorants.

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Patch clamp from an olfactory receptor neurone in vitro (patch clamp sur neurone récepteur olfactif in vitro)
P. Lucas©UMR7618









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Moth olfactory receptor neurones in primary culture (neurones récepteurs olfactifs de papillons en culture primaire)
P. Lucas©UMR7618





Nos études sont réalisées sur 3 espèces d’insectes phytophages.
Nous utilisons le modèle de la communication phéromonale chez les lépidoptères, sur les noctuelles Spodoptera littoralis et Agrotis ipsilon, en raison de sa sensibilité, sa spécificité et des comportements stéréotypés qu’elle engendre.
La réponse comportementale à la phéromone en interaction avec l’odeur de plantes est également étudiée sur un coléoptère, le charançon invasif Rhynchophorus ferrugineus, dans le cadre de programmes appliqués.


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A male moth needs to recognize the female-released sex pheromone among a complex background of odours which can also have a meaning for it (un papillon mâle doit détecter et discriminer la phéromone sexuelle émise par les femelles de son espèce au sein d’un mélange complexe d’odeurs qui peuvent également avoir pour lui une signification biologique)

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Moths can be trained to extend their proboscis in response to an odour (les papillons peuvent être entrainés à étendre leur proboscis en réponse à une odeur)
M. Renou©UMR7618


















Objectifs

  • Etudier et modéliser les aspects qualitatifs, intensitifs et temporels du codage de l’information olfactive au niveau du système nerveux périphérique et central.
  • Disséquer et modéliser les voies de signalisation impliquées dans la transduction olfactive.
  • Etudier les mécanismes sous-jacents de la plasticité liée à l’état physiologique.
  • Analyser les phénomènes d’interactions entre signaux, notamment les effets de synergie entre phéromones sexuelles ou d’agrégation et composés volatils du végétal.
  • Mieux évaluer le rôle de l’environnement olfactif dans la modulation de l’attraction à distance dans une perspective agronomique agronomiques.


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    Model of the insect transduction cascade (modèle de la cascade de transduction olfactive)
    P. Lucas©UMR7618

Philippe LUCAS, chef de l’équipe NEO, DR INRA