Résumé :
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Les récepteurs de l'acétylcholine (RAChs) sont des canaux cationiques conservés au cours de l'évolution. Ils forment des agrégats post-synaptiques en face des sites de libération de l'acétylcholine et assurent la neurotransmission excitatrice à la jonction neuromusculaire (JNM). Dans l'équipe de J.-L. Bessereau (IBENS, Paris), nous utilisons le nématode C. elegans comme organisme modèle pour étudier la neurotransmission cholinergique. Un nouveau mécanisme contrôlant la localisation synaptique des RAChs a été identifié. Deux protéines, LEV-10 et LEV-9, forment un échafaudage extracellulaire nécessaire à l'agrégation des RAChs à la JNM (Gally et al. 2004, Gendrel et al. 2009). Un crible de résistance au lévamisole, un agoniste nicotinique, a permis d'identifier le gène oig 4 qui est également nécessaire à la localisation synaptique des RAChs. Deux allèles mutants de oig-4 ont été isolés et ont permis de caractériser sa fonction. Par immuno-marquage et imagerie in vivo des RAChs marqués avec des protéines fluorescentes, nous avons démontré que la localisation synaptique des RAChs, ainsi que celle des protéines LEV-10 et LEV-9, est fortement perturbée chez les mutants oig-4. En revanche, la différentiation des JNMs n'est pas modifiée et d'autres récepteurs présents aux JNMs sont correctement localisés. Chez les mutants oig 4, les RAChs sont exprimés et transportés à la membrane musculaire et ils sont fonctionnels. Ces résultats suggèrent que la protéine OIG-4 est spécifiquement nécessaire à l'agrégation synaptique des RAChs. oig-4 code une protéine prédite sécrétée contenant un seul domaine immunoglobuline (Ig). OIG-4 est exprimée principalement dans le muscle et l'expression musculaire est suffisante à sa fonction. Nous avons pu démontrer que OIG 4 est effectivement sécrétée et localisée aux sites post-synaptiques de la JNM. Cette localisation est identique à celle des RAChs. Par immuno-précipitation, nous avons montré que la protéine OIG-4 interagit in vivo avec les RAChs et leur protéine associée LEV-10. De plus, OIG-4 est nécessaire pour stabiliser l'interaction entre les RAChs et LEV-10. Des résultats antérieurs avaient montré que les RAChs forment un complexe avec les protéines LEV-9 et LEV-10 qui se localise à la synapse. En absence de l'un de ces trois partenaires, la localisation synaptique des autres protéines disparaît. Nous avons observé que la localisation synaptique de OIG-4 est également dépendante de l'expression des RAChs. En revanche, OIG 4 reste détectable aux synapses en absence des protéines LEV-10 et LEV-9. Ces données suggèrent donc que OIG-4 pourrait faire le lien entre le complexe RAChs/LEV 9/LEV 10 et un déterminant synaptique qui reste à identifier. Ce travail a permis d'identifier une nouvelle protéine synaptique, à domaine Ig, qui contrôle la localisation des RAChs à la JNM du C.elegans. Les domaines Ig ont été impliqués dans la formation synaptique, l'adhésion cellulaire mais aussi dans des interactions avec des protéines contenant les domaines CUB et CCP trouvés dans LEV-9 et LEV 10. De nombreuses protéines contenant des domaines Ig, CUB, CCP sont exprimées dans le cerveau humain avec souvent des fonctions inconnues. Certaines de ces protéines sont également impliquées dans des pathologies. L'analyse des interactions entre OIG-4, LEV-10, LEV-9 et les RAChs à la JNM de C. elegans pourrait permettre de proposer des hypothèses relatives à la fonction des gènes similaires chez l'homme.
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