74 000 images de cerveaux de mouches des fruits publiées

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La recherche en neurosciences est devenue un peu plus facile grâce à la publication de dizaines de milliers d’images de neurones cérébraux de mouches des fruits générées par l’équipe du projet FlyLight de Janelia.

Pendant huit ans, l’équipe du projet FlyLight et ses collaborateurs ont disséqué, étiqueté et imagé les neurones de plus de 74 000 cerveaux de mouches des fruits, prélevés sur plus de 5 000 souches différentes de mouches génétiquement modifiées.

Désormais, ces images sont mises à disposition gratuitement, ce qui permet aux scientifiques de trouver rapidement et facilement les neurones dont ils ont besoin pour tester les théories sur le fonctionnement du système nerveux.

La sortie des images le 23 février dans le journal eVie est l’aboutissement d’années d’efforts et de contributions de dizaines de Janelians, à partir de 2012. Il démontre l’engagement de Janelia à créer des ressources gratuites utiles à l’ensemble de la communauté scientifique. Il met également en évidence la mission du campus de recherche d’entreprendre des projets qui ne peuvent être réalisés dans un environnement de recherche traditionnel où ces efforts à long terme ne sont souvent pas financés ou incités.

« C’est une excellente ressource pour la communauté », déclare Geoffrey Meissner, qui était le scientifique du projet FlyLight et le premier auteur du nouvel article en eVie. « C’est carrément dans la mission de Janelia, et cela met en évidence les équipes de projet en tant que concept – de faire ces grandes choses au-delà de l’échelle de ce qu’un laboratoire pourrait raisonnablement faire – et met vraiment l’accent sur l’aspect scientifique ouvert des objectifs de Janelia. Nous voulons faire un effort supplémentaire pour le rendre accessible à tous, pour le rendre facile, pour le rendre plus complet. »

Utilisation des mouches des fruits pour la recherche en neurosciences

La mouche des fruits Drosophile melanogaster est un incontournable de la recherche en neurosciences. Les scientifiques utilisent des mouches des fruits génétiquement modifiées pour cibler l’expression de certains neurones, permettant aux chercheurs de comprendre quelles cellules cérébrales contrôlent certains comportements.

Les scientifiques utilisaient des mouches des fruits pour comprendre le système nerveux lorsque Janelia a ouvert ses portes en 2006, mais les chercheurs ne disposaient pas d’outils suffisamment précis pour impliquer des neurones individuels.

Cela a conduit Janelia à créer l’équipe du projet FlyLight, qui a entrepris de créer des mouches génétiquement modifiées que les scientifiques pourraient utiliser pour se concentrer sur des neurones spécifiques avec plus de précision. En 2012, Janelia a publié la première génération de ces souches de mouches, les lignées de pilotes GAL4 de génération 1, ainsi que des images de microscopie montrant où résidaient des neurones spécifiques du cerveau.

Mais les lignées de génération 1 étaient encore trop imprécises pour certaines recherches en neurosciences. FlyLight a donc développé des souches de mouches des fruits à partir de ces lignées GAL4 en utilisant l’approche Split-GAL4 qui a permis aux scientifiques d’identifier des neurones uniques ou des types de cellules uniques dans le cerveau de la mouche.

Depuis leur développement, les lignées Split-GAL4 et le système Split-GAL4 sont utilisés par des chercheurs du monde entier. Mais trouver comment créer un Split-GAL4 spécifique nécessaire à une expérience peut être difficile. Pour ce faire, les chercheurs doivent d’abord étiqueter les neurones d’intérêt dans les lignées GAL4, une tâche qui peut être difficile pour un seul chercheur.

Pour aider, l’équipe FlyLight a utilisé une technique appelée MultiColor FlpOut (MCFO), développée par Aljoscha Nern, un scientifique senior du Rubin Lab, pour étiqueter les neurones individuels dans les lignes de pilote GAL4 de génération 1. La génération des plus de 70 000 images détaillées actuellement publiées a nécessité plus de 11 ans de temps d’imagerie sur 8 microscopes confocaux.

L’équipe de calcul scientifique de Janelia a créé un outil disponible gratuitement appelé NeuronBridge qui permet aux chercheurs de rechercher les images marquées MCFO, ainsi que d’autres données de microscopie optique et électronique, pour se concentrer sur les neurones d’intérêt. Il permet également aux chercheurs de prédire les combinaisons Split-GAL4 dont ils auront besoin pour leurs expériences.

« FlyLight a créé de nombreuses images, mais sans notre étroite collaboration avec Scientific Computing, il ne s’agirait que de téraoctets de données stockées sur un disque dur avec lesquelles personne ne pourrait rien faire. Ils ont joué un rôle clé en le rendant utilisable pour les gens », déclare Meissner, qui est maintenant directeur principal de Project Pipeline Support, qui continue d’offrir des pipelines FlyLight aux laboratoires Janelia.

Une ressource mondiale

La parution en eVie marque la publication officielle des images, mais les neuroscientifiques du monde entier profitent déjà des données depuis leur publication initiale en 2020.

Le dernier effort s’appuie sur la réputation de Janelia pour le développement d’outils qui facilitent la recherche sur les mouches des fruits.

« Le sentiment général est que pour quiconque fait de la neuroscience volante qui veut cibler un neurone et en apprendre quelque chose à son sujet, la meilleure façon est d’utiliser les lignées GAL4 caractérisées par FlyLight », déclare Meissner.

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