Fonctions de la protéine FMRP (Fragile-X Mental retardation protein) dans les complexes ribonucleoprotéiques neuronaux et liens avec la physiopathologie du syndrome X-fragile – FRAXAmRNP

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs
L'absence de la protéine Fragile X mental retardation (FMRP) est responsable de la première cause de retard mental héréditaire appelée syndrome X-fragile. L'absence de FMRP dans les neurones provoque l'altération de la dépression à long terme (LTD) et de la morphologie des épines dendritiques induisant des perturbations de la plasticité synaptique. A la source de ces alterations est vraissemblablement une perturbation de la traduction locale des ARNm. FMRP, en participant au contrôle du métabolisme des ARNm dans les neurones, est au coeur de la compréhension des bases moléculaires de la plasticité synaptique. La place exacte de FMRP au sein d'un faisceau d'interaction dans de vastes particules ribonucléoprotéiques est encore non élucidée. Une meilleure compréhension de la nature et de la composition de ces particules, de leur dynamique et de leur fonction apparaît comme essentielle pour appréhender la régulation de l'expression des protéines dans les neurones .RESUME PROJET – Description
Nous proposons une approche exhaustive pour analyser la fonction de la protéine FMRP dans les particules ribonucléiques neuronales et définir les bases moléculaires du syndrome X-fragile.
a) caractérisation des propriétés de liaison aux ARN de FMRP : en réanalysant les cibles potentielles connues de FMRP, nous avons identifié de nouvelles séquences/motifs d'ARN liés par FMRP. La signification fonctionnelle de ces interactions ainsi que celles déjà trouvées sera analysée en neurones primaires. Pour mieux les comprendre nous récapitulerons l'effet de ces interactions sur un gène reporteur en culture cellulaire. L'influence des protéines interactrices de FMRP sur son affinité aux ARN (Gquartet et cibles nouvellement identifiées) sera étudiée par gel retard. Le niveau d'expression des différentes cibles ARNm de FMRP sera également déterminé après silencing de ses différents interacteurs pour évaluer leur impact sur le contrôle.
b) Caractérisation des particules ribonucléoprotéiques contenant FMRP : en combinant fractionnement par gradient de sucrose et FPLC, nous réaliserons l'analyse détaillée des particules ribonucléoprotéiques contenant FMRP, en particulier: la composition, l'expression et la fonction des interacteurs de FMRP et le niveau d'expression des ARNm cibles de FMRP. Le rôle des interacteurs de FMRP dans le transport des ARN dans les neurites et l'effet de leur absence sur la morphologie des neurites en neurones primaires sera également évalué.
c) Implication de FMRP dans différentes voies dans les neurones. Nous déterminerons l'importance fonctionnelle de FMRP dans les voies de régulation des micro-ARN et Rac. Nous étudierons également un nouveau rôle potentiel de FMRP dans l'épissage alternatif, dans le noyau et dans les dendrites. Enfin, nous rechercherons la capacité de FMRP à établir ex vivo différentes interactions en fonction de différents stimuli (inducteurs de la voie Rac, agonistes et antagonistes des récepteurs mGluR5, ...).RESUME PROJET – Resultats attendus
Par ces travaux, nous espérons obtenir une meilleure compréhension de la fonction de FMRP afin d'identifier des voies possibles de traitement des symptomes des patients X-fragile. En particulier, nous espérons comprendre si les différentes fonctions raportées pour FMRP, comme represseur ou comme activateur de la traduction des ARNm, sont dépendantes des motifs présents sur ses cibles ARNm et de ses interacteurs. Nous espérons clarifier le rôle des protéines interactrices de FMRP dans le transport dans les dendrites et identifier l'impact de leur dysfonctionnement sur la morphologie des épines dendritiques. L'identification de nouvelles cibles ARN de FMRP augmentera notre connaissance sur son fonctionnement. Enfin, l'étude de la relation fonctionnelle de FMRP avec les voies des micros ARN, Rac, mGluR5, et l'épissage alternatif nous donnera la possibilité d'explorer ex-vivo la fonction cellulaire précise de FMRP en