Unraveling molecular, cellular and cognitive defects in the mouse model for mental retardation caused by Rsk2 gene mutation

par Tahir Mehmood

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de André Hanauer.

Le président du jury était Claire Gaveriaux-Ruff.

Les rapporteurs étaient Christian Andres, Thierry Leveillard.

  • Titre traduit

    Identification des déficits moléculaires, cellulaires et cognitifs chez le modèle souris du retard mental causé par la mutation du gène Rsk2


  • Résumé

    Le syndrome de Coffin-Lowry (CLS), une déficience intellectuelle liée à l'X, est causée par des mutations du gène RPS6KA3 codant pour la kinase RSK2 régulée par les facteurs de croissance.Pour comprendre les conséquences du déficit en RSK2 dans l'hippocampe nous avons effectué une comparaison des profils d'expression génique d'hippocampes de souris Rsk2-KO et WT. Elle a révélé l'expression différentielle de 100 gènes, codant pour des protéines agissant dans diversprocessus biologiques. Nous avons analysé les conséquences de la dérégulation de l'un de ces gènes Gria2 codant pour GluR2, une sous-unité du récepteur glutamate AMPA. Un niveau d'expression doublé de GluR2 a été relevé dans l'hippocampe des souris Rsk2-KO et les études électrophysiologiques y ont révélé une réduction des transmissions AMPAR et NMDAR. L’activité de ERK1/2 était aussi anormalement augmentée dans l'hippocampe des souris Rsk2-KO, ainsi que leniveau de P-Sp1. Ensemble, mes résultats ont suggéré que la surexpression de GluR2 dans les neurones déficients en RSK2, était causée par une augmentation de l'activité transcriptionnelle de Sp1 sur le gène Gria2, qui, elle-même, est le résultat de l’augmentation anormale de l’activité de ERK1 / 2.


  • Résumé

    Coffin–Lowry Syndrome (CLS), an X-linked form of intellectual disability, is caused by mutations of the RPS6KA3 gene encoding the growth factor regulated kinase RSK2. To understand the consequences of RSK2 deficiency in the hippocampus we performed a comparison of the hippocampal gene expression profiles from Rsk2-KO and WT mice. It revealed differentialexpression of 100 genes, encoding proteins acting in various biological pathways. We further analyzed the consequences of deregulation of one of these genes, Gria2 encoding GluR2, a subunit of the glutamate AMPAR. An abnormal two-fold increased expression of GluR2 was found in the hippocampus of Rsk2-KO mice. Electrophysiology studies showed a reduction of basal AMPAR and NMDAR mediated transmission, in the hippocampus of Rsk2-KO mice. Activity of ERK1/2 was also abnormally increased in the adult hippocampus of Rsk2-KO mice. P-Sp1 level was also significantly higher in RSK2 deficient cells. Together, my results suggested that over expression of GluR2 in RSK2 deficient cells, is caused by increased Sp1 transcriptional activity on the Gria2 gene, which, itself, is the result of ERK1/2 increased signaling.


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