Insertion du recepteur de la glycine a la surface cellulaire et dynamique de sa capture par la gephyrine dans des neurones en culture

• Auteur / Autrice : JOCHEN MEIER
• Direction : CHRISTIAN VANNIER, Antoine Triller
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques fondamentales et appliquées
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Le recepteur de la glycine est hautement concentre au niveau des microdomaines postsynaptiques apposes aux terminaisons nerveuses inhibitrices. L'agregation selective de ce recepteur est effectue par l'intermediaire de sa proteine d'ancrage : la gephyrine. Au cours de ma these, j'ai etudie les relations entre l'insertion du recepteur en surface, sa localisation postsynaptique et la formation d'agregats. Pour cela, j'ai examine l'insertion des sous-unites a etiquetees a l'aide de sequences rapporteurs dont un mutant de la sous-unite alpha 1 (a1-bgb) qui porte le motif de liaison a la gephyrine lui permettant d'interagir avec la gephyrine. A la surface de cellules non-neuronales, on observe une distribution diffuse de ces sous-unites. A l'exception de a1-bgb, la distribution de ces sous-unites n'est pas affectee lors d'une co-expression avec la gephyrine. Dans des neurones spinaux transfectes, on observe la formation d'agregats de recepteurs independamment d'une association avec la gephyrine. Ces agregats de recepteurs peuvent etre associes a la gephyrine endogene. L'analyse quantitative de cette colocalisation demontre que le recepteur de la glycine envahit progressivement les agregats de gephyrine puisque l'association de ces deux proteines augmente au cours de l'expression. Ces resultats soutiennent un modele biphasique de synaptogenese, selon lequel la formation d'agregats de recepteur precede la stabilisation postsynaptique assuree par la gephyrine. Une de nos hypotheses de travail est que l'accumulation de recepteurs a la synapse resulterait d'un equilibre entre des populations de recepteurs stabilises et mobiles. J'ai alors utilise le systeme des pinces optiques pour visualiser en temps reel la mobilite des recepteurs de la glycine a la surface des cellules. Ce systeme m'a permis de determiner des parametres de la dynamique de cet equilibre et de mettre en evidence l'existence d'au moins deux types de mouvements superficiels, diffusif et confine, entre lesquels les recepteurs alternent en quelques secondes. La presence de la gephyrine deplace cet equilibre vers les etats confines. Cependant, meme lorsque les recepteurs sont stabilises localement par la gephyrine, ils passent transitoirement dans des etats diffusifs. Ceci suggere que la stabilisation du recepteur est un phenomene rapide et reversible. La stabilisation postsynaptique du recepteur est dependante de l'activite de liaison de la gephyrine. Plusieurs isoformes de gephyrine, resultant d'un epissage alternatif, sont connues pour etre capables d'interagir avec le recepteur de la glycine. Pendant la derniere partie de ma these, de nouvelles isoformes de gephyrine ont ete isolees et identifiees. J'ai analyse la relation entre la structure de la gephyrine et sa capacite de liaison a la sous-unite b. Certaines de ces isoformes, portant une nouvelle cassette dans la region n-terminale de la proteine, ne sont pas capables d'interagir avec le recepteur. On peut donc conclure que la fonction de la gephyrine dans la formation des synapses peut resider dans une structure acquise par la combinaison des cassettes. Les resultats les plus marquants de ma these sont les suivants : 1) la formation d'agregats de recepteurs de la glycine dans des neurones de moelle epiniere est independante de son interaction avec la gephyrine et/ou de sa localisation postsynaptique, 2) la stabilisation gephyrine-dependente des recepteurs aux sites synaptiques est un phenomene rapide et reversible, 3) la combinaison de differentes cassettes dans la gephyrine module son activite de liaison au recepteur de la glycine.