Introduction à la microfluidique PDF

Sauter à la navigation Sauter à la recherche L’optogénétique correspond à un nouveau domaine de recherche introduction à la microfluidique PDF d’application, associant l’optique à la génétique. Nature Methods 2010, elle permet de rendre des neurones sensibles à la lumière en combinant le génie génétique et l’optique. Elle permet de stimuler spécifiquement un type cellulaire en laissant les cellules voisines intactes. Cela dans le but de pouvoir un jour cartographier l’ensemble des réseaux neuronaux.


La microfluidique est une discipline jeune, en plein développement. Née dans les années 1990, elle a pour objet l’étude des écoulements des fluides dans des microsystèmes fabriqués en utilisant la technologie de miniaturisation des MEMS (Micro-ElectroMechanical Systems). Domaine réservé jusqu’à présent aux ingénieurs, les MEMS et la microfluidique font l’objet, dans cet ouvrage, d’une réflexion plus large sur la physique et en particulier l’hydrodynamique à l’échelle micrométrique. Outre une présentation de l’état de l’art de cette nouvelle discipline, l’auteur décrit ici quelques applications à la physique, la chimie et la biologie. Une introduction claire et pédagogique qui s’adresse aux étudiants, aux chercheurs et aux industriels

Tout d’abord, pour comprendre le fonctionnement de base de l’optogénétique, il faut connaître un minimum celui du cerveau et plus particulièrement des neurones. Le système nerveux fonctionne avec des signaux électriques. Les neurones codent l’information en signaux électriques ou potentiels d’action. Le fonctionnement de l’optogénétique repose principalement sur l’insertion au niveau cérébral des gènes codant une protéine  photo-activable  le plus souvent d’origine bactérienne, appelée opsine. L’implantation du génome grâce à un virus définissant un vecteur viral. La particule virale infectera ensuite les cellules de la zone où elle sera injectée.

Cependant ce promoteur est rarement assez fort pour permettre l’expression d’une quantité de protéine suffisante. Cl- dans les neurones, ce qui les hyperpolarise, et les rend, à l’inverse, inexcitables. Depuis longtemps, les scientifiques tentent de comprendre comment fonctionne le cerveau, notamment son intervention dans la mise en place des mouvements. Tous les travaux visant à stimuler et à visualiser l’activité neuronale ont participé à l’avènement de l’optogénétique. 1783 : L’anatomiste italien Luigi Galvani utilise l’électricité pour provoquer la contraction de la patte d’une grenouille morte.

1937 : Le Britannique Charles Sherrington imagine de représenter l’activité neuronale par des points lumineux. 1979 : Francis Crick suggère que les propriétés de la lumière peuvent servir d’un outil de contrôle intéressant en neurosciences, puisque les médicaments étaient long à agir et que les électrodes ne pouvaient pas être utilisées pour cibler précisément les cellules définies. 1980 : Des colorants fluorescents capables de révéler des changements de concentration des ions calcium dans une cellule sont synthétisés. 1997 : Les premiers colorants codés génétiquement révèlent l’activité des neurones. 2002 : Les premiers activateurs codés génétiquement sont développés : ces protéines stimulent les neurones quand on les expose à la lumière. 2005 : Première utilisation de la lumière pour contrôler le comportement de mouches modifiées génétiquement et qui fabriquent un activateur.

2006 : Le terme d’optogénétique est inventé par Nathalie JANEL et Mark J. 2010 : De nombreuses études ont montré que la channelrhodopsine, bactériorhodopsine et halorhodopsine peuvent activer ou inhiber les neurones rapidement et en toute sécurité en réponse à la lumière à diverses longueurs d’onde. L’animal étudié est son propre témoin, contrairement aux techniques de modification génétiques de perte ou de gain de fonctions Souris knock-out. Née dans les neurosciences, cette technique s’étend désormais à tous les types cellulaires et progresse grâce à l’utilisation d’autre type d’opsine tel que la mélanopsine qui induit des changements métaboliques dans tous les types cellulaires.