Dans les neurones, les sites d'entrée et de sortie du Ca²⁺ ainsi que ses capteurs sont situés à une distance de 20 à 50 nm, au sein de “ nanodomaines calciques ” subcellulaires. Ce couplage étroit est crucial pour les propriétés fonctionnelles des synapses et l'excitabilité neuronale. Deux acteurs clés agissent de concert dans ces nanodomaines, couplant le signal calcique au potentiel membranaire : les canaux calciques voltage-dépendants (VDCC) et les canaux calciques et potassiques voltage-dépendants à forte conductance (BK). Les canaux BK sont caractérisés par une activation synergique induite par le Ca²⁺ et la dépolarisation membranaire, mais le mécanisme moléculaire complexe sous-jacent à leur fonctionnement reste encore mal compris. Des informations concernant la région du pore, le domaine de détection de tension ou les domaines intracellulaires isolés ont été obtenues séparément par électrophysiologie, biochimie et cristallographie. Cependant, le comportement spécifique de ce canal doit être étudié au niveau du complexe protéique complet, au niveau de la membrane, afin de déterminer l'ensemble des structures et des mouvements essentiels à sa fonction in vivo. En combinant génétique, électrophysiologie et spectroscopie, notre groupe a mesuré pour la première fois les réarrangements structuraux accompagnant l'activation complète des canaux BK au niveau de la membrane. Forts de cette position unique, notre premier objectif est de déterminer précisément la dynamique structurale en temps réel qui sous-tend le couplage moléculaire entre le Ca²⁺, le potentiel membranaire et l'activation des canaux BK dans l'environnement membranaire, ainsi que sa régulation par les sous-unités accessoires et les effecteurs du canal. La localisation subcellulaire des canaux BK et leur rôle dans les nanodomaines de Ca²⁺ en font des candidats idéaux pour détecter les variations locales de concentration de Ca²⁺, restreintes à des nanodomaines spécifiques proches de la membrane neuronale. Dans notre laboratoire, nous avons créé des variants fluorescents du canal qui rendent compte de l'activité BK induite par la fixation du Ca²⁺, ou par la fixation du Ca²⁺ et le potentiel membranaire. Notre second objectif est d'optimiser et de déployer ces nouveaux marqueurs optoélectroniques pour étudier les processus physiologiquement pertinents induits par le Ca²⁺, aussi bien au niveau cellulaire qu'animal.