Contrôle du trafic des récepteurs NMDA par les protéines de la matrice extracellulaire. – NMDAReelin

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs
Les récepteurs du glutamate de type NMDA sont impliqués dans un grand nombre de fonctions allant du développement à la pathologie. Pour induire des effets aussi antinomiques les NMDAR doivent être régulés de manière subtile. Le trafic des NMDAR entre les compartiments synaptiques et extrasynaptiques semblerait réguler finement les synapses excitatrices.
La structure et la localisation des protéines de la matrice extracellulaire (MEC) et des récepteurs associés leur permettent d'orchestrer la régulation dynamique des NMDAR.
Ce projet qui vise à étudier la régulation du trafic des NMDAR par les protéines de la MEC et en particulier la Reelin soulève 3 questions. Est-ce que les protéines de la MEC contrôlent l'activité, la composition en sous-unités des NMDAR synaptiques? Quels sont les mécanismes moléculaires impliqués dans le contrôle des NMDAR synaptiques par les protéines de la MEC? Quelles sont les implications physiologiques de l'interaction fonctionnelle NMDAR-protéines de la MEC?
RESUME PROJET – Description
Ce projet vise à comprendre comment la Reelin, une protéine de la matrice extracellulaire régule la fonction des récepteurs NMDA au niveau des synapses glutamatergiques du système nerveux central. Plus précisément, notre but est de:
1- décrire le rôle de la Reelin dans la maturation des NMDAR synaptiques.
Elucider les mécanismes cellulaires par lesquels la Reelin contrôle la composition en sous-unités des NMDAR synaptiques:
2- déterminer si la Reelin induit une rétention intracellulaire des NMDAR.
3- évaluer le rôle du transport des sous-unités NR2 par les protéines moteurs de la famille des kinésines dans le contrôle des NMDAR par la Reelin.
4- identifier le rôle de l'endocytose dépendante de la clathrine dans le contrôle des NMDAR par la Reelin.
5- finalement évaluer les conséquences de l'interaction Reelin/NMDAR au niveau fonctionnel sur la mobilité latérale des sous-unités NMDA.

Afin de répondre à ces questions, nous utiliserons une stratégie verticale qui combinera:
A- approches biochimiques: western blot (parties 1-3), immunoprécipitation (partie 3), purification par affinité TAP (partie 3), spectrométrie de masse (partie 3).
B- approches moléculaires: génotypage des mutants Reeler (parties 1-3, 5).
C- approches cellulaires: cultures primaires de neurones d'hippocampe (parties 1-5) issues de souris sauvages ou de mutants Reeler homo- et hétérozygotes, immunocytochimie classique (parties 1, 3).
D- approches fonctionnelles: électrophysiologie cellulaire (parties 1-4), une méthode de suivi en temps réel des mouvements dynamiques des sous-unités NR2 basée sur l'utilisation de nanotechnologies (partie 5) . Cette méthode consiste en de l'imagerie sur cellules vivantes de semi-conducteurs, les quantum dots couplés à des anticorps dirigés contre le domaine extracellulaire des sous-unités NR2A et NR2B.
RESUME PROJET – Resultats attendus
Chaque partie de notre projet est basée sur des données préliminaires fiables. Nous sommes confiants dans le fait que nous pourrons développer dans nos laboratoires respectifs les techniques nécessaires à la mise en oeuvre de ce projet car nous avons déjà testé leur faisabilité. De plus, les 2 partenaires possèdent des expertises complémentaires et ce projet s'inscrit en continuité de leurs activités antérieures. Nous voulons comprendre comment la Reelin, une protéine de la matrice extracellulaire régule le trafic des NMDAR. L'utilisation des mutants Reeler va permettre d'établir le rôle de la Reelin dans cet effet. Ayant déjà observé que la Reelin ne contrôle pas la synthèse des sous-unités NMDA, nous pensons que cette protéine régule très certainement et de manière différente le trafic des sous-unités NR2A et NR2B: transport le long des microtubules, ciblage de l'exocyste, endocytose et/ou mobilité latérale.