Résumé Expert

Les récepteurs AMPA (AMPAR) sont majoritairement impliqués dans les transmissions synaptiques glutamatergiques excitatrices du système nerveux central. Depuis quelques années, des études suggèrent que ces récepteurs seraient organisés en petits nano-domaines (80nm, où sont rassemblés +/- 20 récepteurs). Ces nano-domaines postsynaptiques seraient strictement alignés avec les sites de libération présynaptique de neurotransmetteurs, le Glutamate.

Dans cet article, les chercheurs étudient l’implication spécifique de la protéine post-synaptique NLG1 dans l’organisation de cet alignement et les effets sur la signalisation synaptique.

Sur des neurones primaires de l’hippocampe modifié sous différentes conditions génétiques, les chercheurs ont voulu évaluer le rôle de la protéine NLG-1 dans la formation des nano-domaines des AMPAR et dans l’assemblage pré et post-synaptique avec les sites de libération.

En utilisant la microscopie de reconstruction optique stochastique (d-STORM, direct-Stochastic Optical Reconstruction Microscopy) les chercheurs ont voulu déterminer s’il y a une co-localisation entre les protéine RIM ( protéine impliquée dans la zone active des sites de libération) pré-synaptique, les AMPAR (nano-domaines) post-synaptiques et la protéine NLG1 wild type ou NLG1-∆Cter tronquée.

Ils ont pu démontrer  que lorsque NLG1 wild type est exprimé celui-ci est co-localisé avec la protéine RIM pré-synaptique (Fig A1, A2) et les nano-domaines AMPAR postsynaptique (Fig B1, B2) ce qui suggère qu’il est impliqué dans la formation de nano-colonnes trans-synaptiques, alignant les nano-domaines de récepteurs aux sites de libération.

Cette co-localisation n’est pas mis en évidence lors de l’expression la protéine mutée NLG1-∆Cter. La troncation de la partie C-terminale NLG1 induirait un décalage entre les nano-domaines AMPA post-synaptiques (Fig. C1, C2) et les groupements de protéines pré-synaptiques RIM (Fig D1, D2). L’expression de NLG-1 est donc nécessaire à la formation des nano-colonnes trans-synaptiques permettant de co-localiser l’un en face de l’autre : les sites actifs de libération du glutamate et les nano-domaines de récepteurs AMPA. 

Des expérimentations électrophysiologiques réalisées sur ces mêmes neurones sur des coupes d’hippocampe (Fig. E1) exprimant NLG1-∆Cter montrent une diminution significative des courants miniatures et des amplitudes EPSC lors du désalignement des nano-colonnes (Fig E2, E3)).

Ainsi, ce travail démontre que l’alignement entre les zones actives de libération et les nano-domaines AMPA, via la protéine NLG1, est essentiel pour l’efficacité de la transmission synaptique.

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