Christophe Leterrier, ingénieur de formation, s'est orienté vers la biologie cellulaire et la neurobiologie lors de son doctorat. Depuis, il cherche à comprendre comment les neurones s’organisent au niveau cellulaire. Comment se différencient-ils, puis comment construisent-ils et maintiennent-ils leur arborisation complexe ? Comment établissent-ils et conservent-ils leur polarité – l’axone et les dendrites permettant d’envoyer et de recevoir des signaux ? De nombreux processus contribuent à cette organisation : l’élaboration de l’architecture cellulaire (grâce au cytosquelette), le transport des protéines à l’intérieur de la cellule (par diffusion et à l’aide de protéines motrices), la ségrégation en compartiments distincts (tels que l’axone, les synapses, les épines dendritiques…). Depuis 2017, il dirige l'équipe NeuroCyto à Marseille, qui utilise des techniques de microscopie de pointe pour observer directement les structures moléculaires à l'échelle nanométrique dans les neurones, révélant ainsi comment ils organisent la cellule et façonnent sa physiologie.