Non-Invasive In Vivo Imaging of Calcium Signaling in Mice

Rapid and transient elevations of Ca2+ within cellular microdomains play a critical role in the regulation of many signal transduction pathways. Described here is a genetic approach for non-invasive detection of localized Ca2+ concentration ([Ca2+]) rises in live animals using bioluminescence imaging (BLI). Transgenic mice conditionally expressing the Ca2+-sensitive bioluminescent reporter GFP-aequorin targeted to the mitochondrial matrix were studied in several experimental paradigms. Rapid [Ca2+] rises inside the mitochondrial matrix could be readily detected during single-twitch muscle contractions. Whole body patterns of [Ca2+] were monitored in freely moving mice and during epileptic seizures. Furthermore, variations in mitochondrial [Ca2+] correlated to behavioral components of the sleep/wake cycle were observed during prolonged whole body recordings of newborn mice. This non-invasive imaging technique opens new avenues for the analysis of Ca2+ signaling whenever whole body information in freely moving animals is desired, in particular during behavioral and developmental studies

New bioluminescent sensors for murine brain activity imaging in toto

Le suivi des flux calciques dans le cerveau de l’animal en mouvement nécessite de nouvellessondes. Nous utilisons la bioluminescence observée chez la méduse Aequorea victoria etimpliquant la protéine aequorine. Une fusion entre l’aequorine et la protéine fluorescente GFP(GA) permet d’obtenir un senseur calcique bioluminescent dont la stabilité et les propriétésspectrales sont adéquates pour de nombreuses applications. L’émission de bioluminescencepermet de suivre la propagation de l’information nerveuse de cellule en cellule, en temps réeldans des réseaux de neurones.Nous avons tout d’abord montré au moyen de construction de lignées transgéniques murinesque la protéine chimère GA peut être exprimée dans des microdomaines cellulaires pouranalyser l’activité neuronale. Nos résultats montrent pour la première fois qu’il est possibled’enregistrer in vivo et de manière non invasive dans l’animal en mouvement deschangements dans la concentration de calcium mitochondrial. Nous avons ensuite réalisé unciblage post synaptique du senseur par fusion à la protéine PSD95. Ce ciblage permet dedétecter l'entrée de calcium au niveau du récepteur NMDA.Parallèlement, nous avons cherché à améliorer les propriétés du senseur GA pour détécterl’activité calcique dans l’animal in toto. Nous identifié un nouvel analogue de lacoelenterazine conduisant à un décalage du spectre de bioluminescence de l’aequorine vers lerouge. Et par ailleurs, nous avons testé l’activité de l’aequorine en fusion avec diversesprotéines fluorescentes. Nous disposons avec ce travail de nouveaux senseurs bioluminescentspour le suivi de l’activité cérébrales dans des études comportementales.Monitoring calcium fluxes in the brain of freely moving animals requires the development ofnew probes. We use the bioluminescence of the protein aequorin observed in the jellyfishAequorea victoria. A fusion between aequorin and GFP fluorescent protein (GA) provides abioluminescent calcium sensor whose stability and spectral properties are adequate for manyapplications. The emission of bioluminescence is suitable to track in real-time the propagationof nervous impulses from cell to cell in neural networks.We first showed by transgenic murine lines construction that the chimeric protein GA can beexpressed in cell microdomains to analyze neuronal activity. Our results show for the firsttime it is possible to record in vivo and non-invasively in the moving animal, changes in theconcentration of mitochondrial calcium. We then performed a post synaptic targeting of thesensor by fusion with the protein PSD95. This permits to detect the entry of calcium next tothe NMDA receptor.Meanwhile, we tried to improve the properties of the GA sensor to detect calcium activity inthe animal in toto and mor specifically through the skull. We identified a new analogue ofcoelenterazine leading to a shift in the spectrum of aequorin bioluminescence to red. We thentested the activity of aequorin fused with different fluorescent proteins. This leads to newbioluminescent sensors for monitoring the brain activity in behavioral studies

L’armée et l’Église pendant la guerre de Succession d’Autriche : les campagnes de Flandre (1744-1748) vues du côté français

Vers le milieu du XVIIIe siècle, à l’époque de la guerre de Succession d’Autriche (1740-1748), l’encadrement religieux des soldats de l’armée française était médiocre ; la présence d’un aumônier dans les régiments n’était pas systématique, et la pratique religieuse était irrégulière. Il y a cependant un domaine où la pratique, ritualisée, resta exacte tout au long de cette guerre, c’est celui des cérémonies religieuses liées aux victoires militaires (les Te Deum) et à la guerre en général (le..

Les Maximes raisonnées sur la guerre du comte de Beausobre (1743-1748)

Le 20 février 1969, Mlle Nelty de Beausobre, dernière descendante d’une vieille famille patricienne huguenote de Morges, fit don aux archives cantonales vaudoises (ACV) de l’ensemble des archives familiales en sa possession, qui représentent tout de même 4,40 mètres linéaires. Parmi elles, on trouve de nombreux volumes manuscrits d’études militaires, fruit du travail inlassable d’un des membres éminents de la famille, le comte Jean-Jacques de Beausobre (1704-1783), officier suisse au service ..

Accommodements locaux, sauvegardes, contributions : le cas des campagnes de Flandre de la guerre de Succession d’Autriche (1744-1748)

La guerre faite par les Français, au milieu du XVIIIe siècle, c’était tout au plus une bataille par année ; c’étaient surtout des sièges, méthodiques, qui jalonnaient la conquête d’un territoire quand la campagne était victorieuse ; c’étaient aussi de multiples opérations de détail, des escarmouches engagées par les avant-gardes et les détachements envoyés en reconnaissance, des embuscades dressées pour intercepter les convois ou les courriers des ennemis ; c’étaient des postes, redoutes ou v..

Bioluminescence Imaging of Neuronal Network Dynamics Using Aequorin-Based Calcium Sensors

International audienceOptogenetic calcium sensors enable the imaging in real-time of the activities of single or multiple neurons in brain slices and in vivo. Bioluminescent probes engineered from the natural calcium sensor aequorin do not require illumination, are virtually devoid of background signal, and exhibit large dynamic range and low cytotoxicity. These probes are thus well-suited for long-duration, whole-field recordings of multiple neurons simultaneously. Here we describe a protocol for monitoring and analyzing the dynamics of neuronal ensembles using whole-field bioluminescence imaging of an aequorin-based sensor in brain slice

Bourses - Commission 2002

Isaac Yvette, Gondard-Cozette Danièle, Picaud Sandrine, Vella Stéphanie. Bourses - Commission 2002. In: Diplômées, n°203, 2002. Femmes et sciences biomédicales. pp. 237-251

Bioluminescence calcium imaging of network dynamics and their cholinergic modulation in slices of cerebral cortex from male rats

International audienceThe activity of neuronal ensembles was monitored in neocortical slices from male rats using wide‐field bioluminescence imaging of a calcium sensor formed with the fusion of green fluorescent protein and aequorin (GA) and expressed through viral transfer. GA expression was restricted to pyramidal neurons and did not conspicuously alter neuronal morphology or neocortical cytoarchitecture. Removal of extracellular magnesium or addition of GABA receptor antagonists triggered epileptiform flashes of variable amplitude and spatial extent, indicating that the excitatory and inhibitory networks were functionally preserved in GA‐expressing slices. We found that agonists of muscarinic acetylcholine receptors largely increased the peak bioluminescence response to local electrical stimulation in layer I or white matter, and gave rise to a slowly decaying response persisting for tens of seconds. The peak increase involved layers II/III and V and did not result in marked alteration of response spatial properties. The persistent response involved essentially layer V and followed the time course of the muscarinic afterdischarge depolarizing plateau in layer V pyramidal cells. This plateau potential triggered spike firing in layer V, but not layer II/III pyramidal cells, and was accompanied by recurrent synaptic excitation in layer V. Our results indicate that wide‐field imaging of GA bioluminescence is well suited to monitor local and global network activity patterns, involving different mechanisms of intracellular calcium increase, and occurring on various timescales

Regulation of perineuronal nets in the adult cortex by the electrical activity of parvalbumin interneurons

Perineuronal net (PNN) accumulation around parvalbumin-expressing (PV) inhibitory interneurons marks the closure of critical periods of high plasticity, whereas PNN removal reinstates juvenile plasticity in the adult cortex. Using targeted chemogenetic in vivo approaches in the adult mouse visual cortex, we found that transient electrical silencing of PV interneurons, directly or through inhibition of local excitatory neurons, induced PNN regression. Conversely, excitation of either neuron types did not reduce the PNN. We also observed that chemogenetically inhibited PV interneurons exhibited reduced PNN compared to their untransduced neighbors, and confirmed that single PV interneurons express multiple genes enabling cell-autonomous control of their own PNN density. Our results indicate that PNNs are dynamically regulated in the adult by PV neurons acting as sensors of their localmicrocircuit activities. PNN regulation provides individual PV neurons with an activitydependent mechanism to control the local remodeling of adult cortical circuits