Identification des partenaires neuronaux des protéines STOP

par Fabrice Dufour

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et intégrative

Sous la direction de Annie Andrieux.

Soutenue en 2008

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    La stabilité des microtubules dans les neurones est induite par leur association avec les effecteurs E- et N-STOP (Early et adult Neuronal Stable Tubule Only Polypeptide). La capacité de liaison aux microtubules des protéines STOP est régulée via une phosphorylation par la kinase CaMKII. L'invalidation du gène stop chez la souris entraîne des défauts de transmission synaptique associés à une réduction de la densité des vésicules pré-synaptiques. Dans un premier temps, nous avons étudié la localisation synaptique de la STOP phosphorylée dans des neurones d'hippocampe: elle se trouve enrichie au niveau des spicules dendritiques et des points de branchements axonaux et co-localise avec le réseau d'actine sous-membranaire. Elle co-localise également partiellement avec des marqueurs pré- et post¬synaptiques. STOP co-sédimente avec l'actine F polymérisée in vitro, quelle que soit sa régulation par la CaMKII. La phosphorylation de STOP par la CaMKII permet donc sa dissociation du réseau microtubulaire et sa re-localisation vers le cytosquelette d'actine. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons identifié ses partenaires neuronaux in vivo par la technique du double-hybride chez la levure. Trois de ces partenaires potentiels ont été confirmés: la protéine Tctex1, à la fois chaîne légère du moteur moléculaire dynéine mais également impliquée dans l'adressage au bouton synaptique de canaux calciques sensibles au voltage, la protéine Arc, impliquée dans la plasticité post-synaptique, et la protéine Nsg2, de fonction indéterminée pour le moment. Nous nous sommes ensuite focalisés sur le partenaire Tctex1 en confirmant l'interaction avec la STOP par différentes techniques. Par l'emploi de mutants délétés, le site d'interaction de STOP avec Tctex1 a été ciblé au niveau d'un module de liaison aux microtubules. Si Tctex1 est indispensable à l'acheminement de canaux calciques nécessaires à la transmission synaptique, nous avons également montré que l'absence de son partenaire STOP entraînait une réduction de la densité de courants calciques couplée à une diminution du nombre des canaux dans les prolongements neuritiques. L'absence de STOP est également responsable d'un défaut du transport rétrograde neuronal, ce qui permet de relier la STOP à la fonctionnalité motrice de la dynéine cytoplasmique. En interagissant avec une multitude de partenaires différents aux fonctionnalités bien distinctes, les protéines STOP exerceraient très probablement un rôle intégrateur dans l'orqanisation fonctionnelle de la synapse.


  • Résumé

    Neuronal microtubules stability is due to the effectors Early and adult neuronal microtubule-associated protein STOP (Stable Tubule Only Polypeptide). Its ability to bind microtubules is regulated by Ca2+ /calmodulin-dependent kinase II (CaMKII). STOP null mice exhibit synaptic plasticity defects with depleted synaptic vesicle pools. At first, we studied the synaptic localization of phosphorylated STOP in hippocampal neurons : phosphorylated STOP staining is concentrated in spike-like structures in dendrites and in submembrane domains at branching points, and co-Iocalizes with cortical actin at these sites. It's also distributed in clusters and partially overlapp with pre- and post-synaptic markers. We found that STOP and phosphorylated STOP co-sedimented with F-actin in vitro. Phosphorylation of STOP by CaMKII is a candidate mechanism for its translocation from microtubules to actin. Ln the second part of this work, we looked for neuronal partners in vivo by a yeast two¬hybrid system. Three partners proteins were shown to interact with N-STOP : the protein Tctex1 (T-complex testis expressed 1), a light chain of the molecular motor dynein and also implicated in trafficking of neuronal voltage-gated calcium channels (VGCCs) at presynaptic compartments ; the protein Arc (Activity-regulated cytoskeletal-associated protein), implicated in post-synaptic plasticity mechanisms ; the protein Nsg2 (Neuron-specific gene 2) of unknow function. Then, we focused on Tctex1 and confirmed the interaction with STOP by biochemical

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (254 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 777 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS08/GRE1/0216/D
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible sous forme de reproduction pour le PEB
  • Cote : TS08/GRE1/0216
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.