A Novel RING Finger Protein Complex Essential for a Late Step in Protein Transport to the Yeast Vacuole

Protein transport to the lysosome-like vacuole in yeast is mediated by multiple pathways, including the biosynthetic routes for vacuolar hydrolases, the endocytic pathway, and autophagy. Among the more than 40 genes required for vacuolar protein sorting (VPS) in Saccharomyces cerevisiae, mutations in the four class C VPS genes result in the most severe vacuolar protein sorting and morphology defects. Herein, we provide complementary genetic and biochemical evidence that the class C VPS gene products (Vps18p, Vps11p, Vps16p, and Vps33p) physically and functionally interact to mediate a late step in protein transport to the vacuole. Chemical cross-linking experiments demonstrated that Vps11p and Vps18p, which both contain RING finger zinc-binding domains, are components of a hetero-oligomeric protein complex that includes Vps16p and the Sec1p homologue Vps33p. The class C Vps protein complex colocalized with vacuolar membranes and a distinct dense membrane fraction. Analysis of cells harboring a temperature-conditional vps18 allele (vps18tsf) indicated that Vps18p function is required for the biosynthetic, endocytic, and autophagic protein transport pathways to the vacuole. In addition, vps18tsf cells accumulated multivesicular bodies, autophagosomes, and other membrane compartments that appear to represent blocked transport intermediates. Overproduction of either Vps16p or the vacuolar syntaxin homologue Vam3p suppressed defects associated with vps18tsf mutant cells, indicating that the class C Vps proteins and Vam3p may functionally interact. Thus we propose that the class C Vps proteins are components of a hetero-oligomeric protein complex that mediates the delivery of multiple transport intermediates to the vacuole.

Oncogenic mutation in the Kit receptor tyrosine kinase alters substrate specificity and induces degradation of the protein tyrosine phosphatase SHP-1

Activating mutations in the Kit receptor tyrosine kinase have been identified in both rodent and human mast cell leukemia. One activating Kit mutation substitutes a valine for aspartic acid at codon 816 (D816V) and is frequently observed in human mastocytosis. Mutation at the equivalent position in the murine c-kit gene, involving a substitution of tyrosine for aspartic acid (D814Y), has been described in the mouse mastocytoma cell line P815. We have investigated the mechanism of oncogenic activation by this mutation. Expression of this mutant Kit receptor tyrosine kinase in a mast cell line led to the selective tyrosine phosphorylation of a 130-kDa protein and the degradation, through the ubiquitin-dependent proteolytic pathway, of a 65-kDa phosphoprotein. The 65-kDa protein was identified as the src homology domain 2 (SH2)-containing protein tyrosine phosphatase SHP-1, a negative regulator of signaling by Kit and other hematopoietic receptors, and the protein product of the murine motheaten locus. This mutation also altered the sites of receptor autophosphorylation and peptide substrate selectivity. Thus, this mutation activates the oncogenic potential of Kit by a novel mechanism involving an alteration in Kit substrate recognition and the degradation of SHP-1, an attenuator of the Kit signaling pathway.

Androgen-repressed phenotype in human prostate cancer

An androgen-repressed human prostate cancer cell line, ARCaP, was established and characterized. This cell line was derived from the ascites fluid of a patient with advanced metastatic disease. In contrast to the behavior of androgen-dependent LNCaP and its androgen-independent C4-2 subline, androgen and estrogen suppress the growth of ARCaP cells in a dose-dependent manner in vivo and in vitro. ARCaP is tumorigenic and highly metastatic. It metastasizes to the lymph node, lung, pancreas, liver, kidney, and bone, and forms ascites fluid in athymic hosts. ARCaP cells express low levels of androgen receptor mRNA and prostate-specific antigen mRNA and protein. Immunohistochemical staining shows that ARCaP cells stain intensely for epidermal growth factor receptor, c-erb B2/neu, and c-erb B3. Staining is negative for chromogranin A and positive for bombesin, serotonin, neuron-specific enolase, and the c-met protooncogene (a hepatic growth factor/scatter factor receptor). ARCaP cells also secrete high levels of gelatinase A and B and some stromelysin, which suggests that this cell line may contain markers representing invasive adenocarcinoma with selective neuronendocrine phenotypes. Along with its repression of growth, androgen is also found to repress the expression of prostate-specific antigen in ARCaP cells as detected by a prostate-specific antigen promoter–β-galactosidase reporter assay. Our results suggest that the androgen-repressed state may be central to prostate cancer progression and that advanced prostate cancer can progress from an androgen-independent to an androgen-repressed state.

Selectively enhanced contextual fear conditioning in mice lacking the transcriptional regulator CCAAT/enhancer binding protein δ

CCAAT/enhancer binding protein δ (C/EBPδ) is a transcriptional regulator implicated in the hepatic acute phase response and in adipogenic and myeloid cell differentiation. We found that C/EBPδ is widely expressed in the peripheral and central nervous systems, including neurons of the hippocampal formation, indicating a role in neural functions. To examine the role of C/EBPδ in vivo, we generated mice with a targeted deletion of the C/EBPδ gene. This mutation does not interfere with normal embryonic and postnatal development. Performance in a battery of behavioral tests indicates that basic neurological functions are normal. Furthermore, performance in a Morris water maze task suggests that C/EBPδ mutant mice have normal spatial learning. However, in the contextual and auditory-cue-conditioned fear task, C/EBPδ null mice displayed significantly more conditioned freezing to the test context than did wild-type controls, but equivalent conditioning to the auditory cue. These data demonstrate a selectively enhanced contextual fear response in mice carrying a targeted genomic mutation and implicate C/EBPδ in the regulation of a specific type of learning and memory.

Identification of human DNA helicase V with the far upstream element-binding protein

The properties of human DNA helicase V (HDH V) were studied in greater detail following an improved purification procedure. From 450 g of cultured cells, <0.1 mg of pure protein was isolated. HDH V unwinds DNA unidirectionally by moving in the 3′ to 5′ direction along the bound strand in an ATP- and Mg2+-dependent fashion. The enzyme is not processive and can also unwind partial RNA–RNA duplexes such as HDH IV and HDH VIII. The Mr determined by SDS–PAGE (66 kDa) corresponds to that measured under native conditions, suggesting that HDH V exists as a monomer in the nucleus. Microsequencing of the purified HDH V shows that this enzyme is identical to the far upstream element-binding protein (FBP), a protein that stimulates the activity of the c-myc gene by binding specifically to the ‘FUSE’ DNA region localized upstream of its promoter. The sequence of HDH V/FBP contains RGG motifs like HDH IV/nucleolin, HDH VIII/G3BP as well as other human RNA and DNA helicases identified by other laboratories.

A ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RubisCO)-like protein from Chlorobium tepidum that is involved with sulfur metabolism and the response to oxidative stress

A gene encoding a product with substantial similarity to ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RubisCO) was identified in the preliminary genome sequence of the green sulfur bacterium Chlorobium tepidum. A highly similar gene was subsequently isolated and sequenced from Chlorobium limicola f.sp. thiosulfatophilum strain Tassajara. Analysis of these amino acid sequences indicated that they lacked several conserved RubisCO active site residues. The Chlorobium RubisCO-like proteins are most closely related to deduced sequences in Bacillus subtilis and Archaeoglobus fulgidus, which also lack some typical RubisCO active site residues. When the C. tepidum gene encoding the RubisCO-like protein was disrupted, the resulting mutant strain displayed a pleiotropic phenotype with defects in photopigment content, photoautotrophic growth and carbon fixation rates, and sulfur metabolism. Most important, the mutant strain showed substantially enhanced accumulation of two oxidative stress proteins. These results indicated that the C. tepidum RubisCO-like protein might be involved in oxidative stress responses and/or sulfur metabolism. This protein might be an evolutional link to bona fide RubisCO and could serve as an important tool to analyze how the RubisCO active site developed.

Proteomic analysis of the bacterial cell cycle

A global approach was used to analyze protein synthesis and stability during the cell cycle of the bacterium Caulobacter crescentus. Approximately one-fourth (979) of the estimated C. crescentus gene products were detected by two-dimensional gel electrophoresis, 144 of which showed differential cell cycle expression patterns. Eighty-one of these proteins were identified by mass spectrometry and were assigned to a wide variety of functional groups. Pattern analysis revealed that coexpression groups were functionally clustered. A total of 48 proteins were rapidly degraded in the course of one cell cycle. More than half of these unstable proteins were also found to be synthesized in a cell cycle-dependent manner, establishing a strong correlation between rapid protein turnover and the periodicity of the bacterial cell cycle. This is, to our knowledge, the first evidence for a global role of proteolysis in bacterial cell cycle control.

Stat3-mediated Myc expression is required for Src transformation and PDGF-induced mitogenesis

Signal transducer and activator of transcription (STAT) proteins perform key roles in mediating signaling by cytokines and growth factors, including platelet-derived growth factor (PDGF). In addition, Src family kinases activate STAT signaling and are required for PDGF-induced mitogenesis in normal cells. One STAT family member, Stat3, has been shown to have an essential role in cell transformation by the Src oncoprotein. However, the mechanisms by which STAT-signaling pathways contribute to mitogenesis and transformation are not fully defined. We show here that disruption of Stat3 signaling by using dominant-negative Stat3β protein in NIH 3T3 fibroblasts suppresses c-Myc expression concomitant with inhibition of v-Src-induced transformation. Ectopic expression of c-Myc is able to partially reverse this inhibition, suggesting that c-Myc is a downstream effector of Stat3 signaling in v-Src transformation. Furthermore, c-myc gene knockout fibroblasts are refractory to transformation by v-Src, consistent with a requirement for c-Myc protein in v-Src transformation. In normal NIH 3T3 cells, disruption of Stat3 signaling with dominant-negative Stat3β protein inhibits PDGF-induced mitogenesis in a manner that is reversed by ectopic c-Myc expression. Moreover, inhibition of Src family kinases with the pharmacologic agent, SU6656, blocks Stat3 activation by PDGF. These findings, combined together, delineate the signaling pathway, PDGF → Src → Stat3 → Myc, that is important in normal PDGF-induced mitogenesis and subverted in Src transformation.

Selective response of ternary complex factor Sap1a to different mitogen-activated protein kinase subgroups.

Mitogenic and stres signals results in the activation of extracellular signal-regulated kinases (ERKs) and stress-activated protein kinase/c-Jun N-terminal kinases (SAPK/JNKs), respectively, which are two subgroups of the mitogen-activated protein kinases. A nuclear target of mitogen-activated protein (MAP) kinases is the ternary complex factor Elk-1, which underlies its involvement in the regulation of c-fos gene expression by mitogenic and stress signals. A second ternary complex factor, Sap1a, is coexpressed with Elk-1 in several cell types and shares attributes of Elk-1, the significance of which is not clear. Here we show that Sap1a is phosphorylated efficiently by ERKs but not by SAPK/JNKs. Serum response factor-dependent ternary complex formation by Sap1a is stimulated by ERK phosphorylation but not by SAPK/JNKs. Moreover, Sap1a-mediated transcription is activated by mitogenic signals but not by cell stress. These results suggest that Sap1a and Elk-1 have distinct physiological functions.

Hepatocyte growth factor is a coupling factor for osteoclasts and osteoblasts in vitro.

Hepatocyte growth factor (HGF), also known as scatter factor, is a powerful motogen, mitogen, and morphogen produced by cells of mesodermal origin, acting on epithelial and endothelial cells. Its receptor is the tyrosine kinase encoded by the c-MET protooncogene. We show that the HGF receptor is expressed by human primary osteoclasts, by osteoclast-like cell lines, and by osteoblasts. In both cell lineages, HGF stimulation triggers the receptor kinase activity and autophosphorylation. In osteoclasts, HGF receptor activation is followed by increase in intracellular Ca2+ concentration and by activation of the pp60c-Src kinase. HGF induces changes in osteoclast shape and stimulates chemotactic migration and DNA replication. Osteoblasts respond to HGF by entering the cell cycle, as indicated by stimulation of DNA synthesis. Interestingly, osteoclasts were found to synthesize and secrete biologically active HGF. These data strongly suggest the possibility of an autocrine regulation of the osteoclast by HGF and a paracrine regulation of the osteoblast by the HGF produced by the osteoclast.

Activating transcription from single stranded DNA.

Sequence specific regulators of eukaryotic gene expression, axiomatically, act through double stranded DNA targets. Proteins that recognize DNA cis-elements as single strands but for which compelling evidence has been lacking to indicate in vivo involvement in transcription are orphaned in this scheme. We sought to determine whether sequence specific single strand binding proteins can find their cognate elements and modify transcription in vivo by studying heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K (hnRNP K), which binds the single stranded sequence (CCCTCCCCA; CT-element) of the human c-myc gene in vitro. To monitor its DNA binding in vivo, the ability of hnRNP K to activate a reporter gene was amplified by fusion with the VP16 transactivation domain. This chimeric protein was found to transactivate circular but not linear CT-element driven reporters, suggesting that hnRNP K recognizes a single strand region generated by negative supercoiling in circular plasmid. When CT-elements were engineered to overlap with lexA operators, addition of lexA protein, either in vivo or in vitro, abrogated hnRNP K binding most likely by preventing single strand formation. These results not only reveal hnRNP K to be a single strand DNA binding protein in vivo, but demonstrate how a segment of DNA may modify the transcriptional activity of an adjacent gene through the interconversion of duplex and single strands.

Prevention of diabetic alterations in transgenic mice overexpressing Myc in the liver.

Recent studies have demonstrated that the overexpression of the c-myc gene in the liver of transgenic mice leads to an increase in both utilization and accumulation of glucose in the liver, suggesting that c-Myc transcription factor is involved in the control of liver carbohydrate metabolism in vivo. To determine whether the increase in c-Myc might control glucose homeostasis, an intraperitoneal glucose tolerance test was performed. Transgenic mice showed lower levels of blood glucose than control animals, indicating that the overexpression of c-Myc led to an increase of blood glucose disposal by the liver. Thus, the increase in c-Myc might counteract diabetic hyperglycemia. In contrast to control mice, transgenic mice treated with streptozotocin showed normalization of concentrations of blood glucose, ketone bodies, triacylglycerols and free fatty acids in the absence of insulin. These findings resulted from the normalization of liver metabolism in these animals. While low glucokinase activity was detected in the liver of diabetic control mice, high levels of both glucokinase mRNA and enzyme activity were noted in the liver of streptozotocin-treated transgenic mice, which led to an increase in intracellular levels of glucose 6-phosphate and glycogen. The liver of these mice also showed an increase in pyruvate kinase activity and lactate production. Furthermore, normalization of both the expression of genes involved in the control of gluconeogenesis and ketogenesis and the production of glucose and ketone bodies was observed in streptozotocin-treated transgenic mice. Thus, these results suggested that c-Myc counteracted diabetic alterations through its ability to induce hepatic glucose uptake and utilization and to block the activation of gluconeogenesis and ketogenesis.

The rat suprachiasmatic nucleus is a clock for all seasons.

Seasonal changes of daylength (photoperiod) affect the expression of hormonal and behavioral circadian rhythms in a variety of organisms. In mammals, such effects might reflect photoperiodic changes in the circadian pace-making system [located in the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the hypothalamus] that governs these rhythms, but to date no functionally relevant, intrinsic property of the SCN has been shown to be photoperiod dependent. We have analyzed the temporal regulation of light-induced c-fos gene expression in the SCN of rats maintained in long or short photoperiods. Both in situ hybridization and immunohistochemical assays show that the endogenous circadian rhythm of light responsiveness in the SCN is altered by photoperiod, with the duration of the photosensitive subjective night under the short photoperiod 5-6 h longer than under the long photoperiod. Our results provide evidence that a functional property of the SCN is altered by photoperiod and suggest that the nucleus is involved in photoperiodic time measurement.

Plasticité du cortex visuel: «homéodynamie» des connexions neuronales et modèle d’effets d’antidépresseurs

Les informations sensorielles sont traitées dans le cortex par des réseaux de neurones co-activés qui forment des assemblées neuronales fonctionnelles. Le traitement visuel dans le cortex est régit par différents aspects des caractéristiques neuronales tels que l’aspect anatomique, électrophysiologique et moléculaire. Au sein du cortex visuel primaire, les neurones sont sélectifs à divers attributs des stimuli tels que l’orientation, la direction, le mouvement et la fréquence spatiale. Chacun de ces attributs conduit à une activité de décharge maximale pour une population neuronale spécifique. Les neurones du cortex visuel ont cependant la capacité de changer leur sélectivité en réponse à une exposition prolongée d’un stimulus approprié appelée apprentissage visuel ou adaptation visuelle à un stimulus non préférentiel. De ce fait, l’objectif principal de cette thèse est d’investiguer les mécanismes neuronaux qui régissent le traitement visuel durant une plasticité induite par adaptation chez des animaux adultes. Ces mécanismes sont traités sous différents aspects : la connectivité neuronale, la sélectivité neuronale, les propriétés électrophysiologiques des neurones et les effets des drogues (sérotonine et fluoxétine). Le modèle testé se base sur les colonnes d’orientation du cortex visuel primaire. La présente thèse est subdivisée en quatre principaux chapitres. Le premier chapitre (A) traite de la réorganisation du cortex visuel primaire suite à une plasticité induite par adaptation visuelle. Le second chapitre (B) examine la connectivité neuronale fonctionnelle en se basant sur des corrélations croisées entre paires neuronales ainsi que sur des corrélations d’activités de populations neuronales. Le troisième chapitre (C) met en liaison les aspects cités précédemment (les effets de l’adaptation visuelle et la connectivité fonctionnelle) aux propriétés électrophysiologiques des neurones (deux classes de neurones sont traitées : les neurones à décharge régulière et les neurones à décharge rapide ou burst). Enfin, le dernier chapitre (D) a pour objectif l’étude de l’effet du couplage de l’adaptation visuelle à l’administration de certaines drogues, notamment la sérotonine et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Méthodes En utilisant des enregistrements extracellulaires d’activités neuronales dans le cortex visuel primaire (V1) combinés à un processus d’imagerie cérébrale optique intrinsèque, nous enregistrons l’activité de décharge de populations neuronales et nous examinons l’activité de neurones individuels extraite des signaux multi-unitaires. L’analyse de l’activité cérébrale se base sur différents algorithmes : la distinction des propriétés électrophysiologiques des neurones se fait par calcul de l’intervalle de temps entre la vallée et le pic maximal du potentiel d’action (largeur du potentiel d’action), la sélectivité des neurones est basée sur leur taux de décharge à différents stimuli, et la connectivité fonctionnelle utilise des calculs de corrélations croisées. L’utilisation des drogues se fait par administration locale sur la surface du cortex (après une craniotomie et une durotomie). Résultats et conclusions Dans le premier chapitre, nous démontrons la capacité des neurones à modifier leur sélectivité après une période d’adaptation visuelle à un stimulus particulier, ces changements aboutissent à une réorganisation des cartes corticales suivant un patron spécifique. Nous attribuons ce résultat à la flexibilité de groupes fonctionnels de neurones qui étaient longtemps considérés comme des unités anatomiques rigides. En effet, nous observons une restructuration extensive des domaines d’orientation dans le but de remodeler les colonnes d’orientation où chaque stimulus est représenté de façon égale. Ceci est d’autant plus confirmé dans le second chapitre où dans ce cas, les cartes de connectivité fonctionnelle sont investiguées. En accord avec les résultats énumérés précédemment, les cartes de connectivité montrent également une restructuration massive mais de façon intéressante, les neurones utilisent une stratégie de sommation afin de stabiliser leurs poids de connectivité totaux. Ces dynamiques de connectivité sont examinées dans le troisième chapitre en relation avec les propriétés électrophysiologiques des neurones. En effet, deux modes de décharge neuronale permettent la distinction entre deux classes neuronales. Leurs dynamiques de corrélations distinctes suggèrent que ces deux classes jouent des rôles clés différents dans l’encodage et l’intégration des stimuli visuels au sein d’une population neuronale. Enfin, dans le dernier chapitre, l’adaptation visuelle est combinée avec l’administration de certaines substances, notamment la sérotonine (neurotransmetteur) et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Ces deux substances produisent un effet similaire en facilitant l’acquisition des stimuli imposés par adaptation. Lorsqu’un stimulus non optimal est présenté en présence de l’une des deux substances, nous observons une augmentation du taux de décharge des neurones en présentant ce stimulus. Nous présentons un modèle neuronal basé sur cette recherche afin d’expliquer les fluctuations du taux de décharge neuronale en présence ou en absence des drogues. Cette thèse présente de nouvelles perspectives quant à la compréhension de l’adaptation des neurones du cortex visuel primaire adulte dans le but de changer leur sélectivité dans un environnement d’apprentissage. Nous montrons qu’il y a un parfait équilibre entre leurs habiletés plastiques et leur dynamique d’homéostasie.

Plasticité du cortex visuel: «homéodynamie» des connexions neuronales et modèle d’effets d’antidépresseurs

Les informations sensorielles sont traitées dans le cortex par des réseaux de neurones co-activés qui forment des assemblées neuronales fonctionnelles. Le traitement visuel dans le cortex est régit par différents aspects des caractéristiques neuronales tels que l’aspect anatomique, électrophysiologique et moléculaire. Au sein du cortex visuel primaire, les neurones sont sélectifs à divers attributs des stimuli tels que l’orientation, la direction, le mouvement et la fréquence spatiale. Chacun de ces attributs conduit à une activité de décharge maximale pour une population neuronale spécifique. Les neurones du cortex visuel ont cependant la capacité de changer leur sélectivité en réponse à une exposition prolongée d’un stimulus approprié appelée apprentissage visuel ou adaptation visuelle à un stimulus non préférentiel. De ce fait, l’objectif principal de cette thèse est d’investiguer les mécanismes neuronaux qui régissent le traitement visuel durant une plasticité induite par adaptation chez des animaux adultes. Ces mécanismes sont traités sous différents aspects : la connectivité neuronale, la sélectivité neuronale, les propriétés électrophysiologiques des neurones et les effets des drogues (sérotonine et fluoxétine). Le modèle testé se base sur les colonnes d’orientation du cortex visuel primaire. La présente thèse est subdivisée en quatre principaux chapitres. Le premier chapitre (A) traite de la réorganisation du cortex visuel primaire suite à une plasticité induite par adaptation visuelle. Le second chapitre (B) examine la connectivité neuronale fonctionnelle en se basant sur des corrélations croisées entre paires neuronales ainsi que sur des corrélations d’activités de populations neuronales. Le troisième chapitre (C) met en liaison les aspects cités précédemment (les effets de l’adaptation visuelle et la connectivité fonctionnelle) aux propriétés électrophysiologiques des neurones (deux classes de neurones sont traitées : les neurones à décharge régulière et les neurones à décharge rapide ou burst). Enfin, le dernier chapitre (D) a pour objectif l’étude de l’effet du couplage de l’adaptation visuelle à l’administration de certaines drogues, notamment la sérotonine et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Méthodes En utilisant des enregistrements extracellulaires d’activités neuronales dans le cortex visuel primaire (V1) combinés à un processus d’imagerie cérébrale optique intrinsèque, nous enregistrons l’activité de décharge de populations neuronales et nous examinons l’activité de neurones individuels extraite des signaux multi-unitaires. L’analyse de l’activité cérébrale se base sur différents algorithmes : la distinction des propriétés électrophysiologiques des neurones se fait par calcul de l’intervalle de temps entre la vallée et le pic maximal du potentiel d’action (largeur du potentiel d’action), la sélectivité des neurones est basée sur leur taux de décharge à différents stimuli, et la connectivité fonctionnelle utilise des calculs de corrélations croisées. L’utilisation des drogues se fait par administration locale sur la surface du cortex (après une craniotomie et une durotomie). Résultats et conclusions Dans le premier chapitre, nous démontrons la capacité des neurones à modifier leur sélectivité après une période d’adaptation visuelle à un stimulus particulier, ces changements aboutissent à une réorganisation des cartes corticales suivant un patron spécifique. Nous attribuons ce résultat à la flexibilité de groupes fonctionnels de neurones qui étaient longtemps considérés comme des unités anatomiques rigides. En effet, nous observons une restructuration extensive des domaines d’orientation dans le but de remodeler les colonnes d’orientation où chaque stimulus est représenté de façon égale. Ceci est d’autant plus confirmé dans le second chapitre où dans ce cas, les cartes de connectivité fonctionnelle sont investiguées. En accord avec les résultats énumérés précédemment, les cartes de connectivité montrent également une restructuration massive mais de façon intéressante, les neurones utilisent une stratégie de sommation afin de stabiliser leurs poids de connectivité totaux. Ces dynamiques de connectivité sont examinées dans le troisième chapitre en relation avec les propriétés électrophysiologiques des neurones. En effet, deux modes de décharge neuronale permettent la distinction entre deux classes neuronales. Leurs dynamiques de corrélations distinctes suggèrent que ces deux classes jouent des rôles clés différents dans l’encodage et l’intégration des stimuli visuels au sein d’une population neuronale. Enfin, dans le dernier chapitre, l’adaptation visuelle est combinée avec l’administration de certaines substances, notamment la sérotonine (neurotransmetteur) et la fluoxétine (inhibiteur sélectif de recapture de la sérotonine). Ces deux substances produisent un effet similaire en facilitant l’acquisition des stimuli imposés par adaptation. Lorsqu’un stimulus non optimal est présenté en présence de l’une des deux substances, nous observons une augmentation du taux de décharge des neurones en présentant ce stimulus. Nous présentons un modèle neuronal basé sur cette recherche afin d’expliquer les fluctuations du taux de décharge neuronale en présence ou en absence des drogues. Cette thèse présente de nouvelles perspectives quant à la compréhension de l’adaptation des neurones du cortex visuel primaire adulte dans le but de changer leur sélectivité dans un environnement d’apprentissage. Nous montrons qu’il y a un parfait équilibre entre leurs habiletés plastiques et leur dynamique d’homéostasie.