Mécanisme d'adressage dendritique du récepteur 5-HT1A de la sérotonine : identification de Yif1B, protéine d'échafaudage essentielle au recrutement de Rab6, Yip1A et de la tubuline

Mechanism of the dendritic adressing of the 5-HT1A serotoninergic receptor : identification of Yif1B, a scaffold protein essential for the recruitment of Rab6, Yip1A and the tubulin

• Auteur / Autrice : Sana Al Awabdh
• Direction : Michèle Darmon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytosquelette

Sérotonine

Neurones

Résumé

Les autorécepteurs 5-HT1A présents à la membrane somatodendritique des neurones du raphé jouent un rôle clé dans le délai d’action des antidépresseurs inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS) administrés en chronique. Ils constituent donc une cible en vue d’accélérer l’efficacité thérapeutique de ces psychotropes. A cette fin, je me suis appliquée à identifier et caractériser les protéines partenaires impliquées dans l’adressage membranaire dendritique du récepteur 5-HT1A et sur lesquelles il devrait être possible d’agir pour moduler son activité. Des études antérieures menées au laboratoire ont montré le rôle de l’extrémité C-terminale cytosolique du récepteur 5-HT1A dans son adressage polarisé et ont permis, par la technique de double hybride chez la levure, l’identification de Yif1B, première protéine interagissant avec cette extrémité. Mon travail de thèse a comporté deux volets : le premier a abouti à la caractérisation de l’interaction entre le récepteur 5-HT1A et sa protéine partenaire Yif1B. En combinant des approches de mutagénèse dirigée et de biochimie : GST-Pull Down et technologie de résonance plasmonique de surface (ou Biacore), j’ai pu mettre en évidence, dans l’extrémité C-terminale du récepteur 5-HT1A, un motif tribasique en interaction directe avec trois résidus aspartate de l’extrémité N-terminale cytosolique de Yif1B. En parallèle, des résultats de l’équipe ont démontré le rôle déterminant de cette protéine Yif1B dans l’adressage dendritique du récepteur 5-HT1A. Pour le deuxième volet de mon travail, je me suis appliquée à tenter d’élucider les mécanismes de ce routage spécifique. Ainsi, par une approche multidisciplinaire mêlant protéomique et biochimie, analyses topologiques sur des cultures primaires de neurones d’hippocampe et vidéomicroscopie sur des neurones vivants, j’ai pu identifier une nouvelle voie d’adressage dendritique dans laquelle Yif1B est la protéine d’échafaudage qui assemble le récepteur 5-HT1A avec Yip1A et Rab6, les autres partenaires du complexe cargo vésiculaire qui transporte le récepteur le long des microtubules dendritiques. L’identification des moteurs moléculaires impliqués dans le transport bidirectionnel du récepteur 5-HT1A dans les dendrites distales constitue le dernier objectif de mon travail de thèse. Les perspectives ouvertes par ce travail concernent d’une part la généralisation éventuelle du rôle de Yif1B dans le trafic intracellulaire d’autres récepteurs, et d’autre part la conception d’un peptide mimétique inhibant spécifiquement l’interaction « récepteur 5-HT1A/Yif1B ». Un tel peptide pourrait, en réalité, être un premier outil pharmacologique pour affecter l’activité du récepteur 5-HT1A via une perturbation de son adressage.

The serotoninergic 5-HT1A receptors localized at the plasma membrane of the soma and dendrites of the raphe neurons play a key role in the onset of antidepressant action. The aim of my work was to identify partner proteins involved in the polarized 5-HT1A receptor targeting in neurons. Thus, these proteins could be news targets for innovative therapeutic strategies. Following the discovery in the Lab of Yif1B, the first 5-HT1A receptor partner protein implicated in its dendritic targeting, the first part of my thesis work has resulted in the characterization of the interaction between the 5-HT1A receptor and Yif1B. By combining directed mutagenesis, GST-Pull Down and Surface Plasmon Resonance (or Biacore), I have highlighted the role of a tribasic motif in the C-tail of the 5-HT1A receptor, that is in direct interaction with three aspartic acid residues in the N-tail of Yif1B. In the second part of my work, I have characterized the mechanism of this specific trafficking by a multidisciplinary approach combining proteomic, biochemistry, topological analysis on primary culture of hippocampal neurons and videomicroscopy on live neurons. Thus, I have identified a new dendritic targeting pathway involving Yif1B as a scaffold protein assembling the 5-HT1A receptor with Yip1A and Rab6, two other partners of the vesicular cargo complex transporting the receptor along the dendritic microtubules. Finally, the identification of the molecular motors involved in this addressing process complete the description of this new pathway.