Identification et analyse de nouveaux partenaires pour la localisation et la fonction des récepteurs nicotiniques chez C. elegans. – NICOREL

Les récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine (RACh) sont des récepteurs ionotropes qui ont été très conservés au cours de l'évolution et sont impliqués dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques chez l'homme. Afin d'identifier de nouveaux gènes nécessaires à la fonction et au contrôle des RAChs, nous avons initié une stratégie génétique reposant sur l'utilisation de l'organisme modèle C. elegans. Lors d'un crible génétique précédemment mené, nous avons identifié le gène lev-10 qui code une protéine transmembranaire nécessaire à l'agrégation des RAChs à la synapse par un nouveau mécanisme mettant en jeu des interactions protéines-protéines extracellulaires (Gally et al, Nature, 2004). En utilisant de nouvelles stratégies génétiques récemment développées dans notre groupe, nous proposons de poursuivre l'analyse du processus d'agrégation synaptique des RAChs et de caractériser de nouveaux régulateurs de leur fonction.//- Le premier objectif du projet est d'analyser la fonction de lev-9, un gène que nous avons récemment cloné et qui est requis pour localiser à la fois les RAChs et LEV-10 aux jonctions neuromusculaire. lev-9 est exprimé dans le muscle et code une protéine sécrétée contenant un domaine modulateur de protéase et 8 domaines permettant potentiellement des interactions protéines-protéines. Le rôle de LEV-9 dans l'agrégation des RAChs sera caractérisé en utilisant une combinaison d'approches électrophysiologiques, génétiques et biochimiques.
- Le second objectif est de conduire un crible visuel pour la perte de l'agrégation des RAChs à la synapse en utilisant l'ARN interférence comme technique d'extinction génique. Nous mettons en œuvre un nouvel outil génétique, MosTIC, pour manipuler par recombinaison homologue les RAChs endogènes. Des RAChs ainsi marqués par la GFP peuvent ainsi être visualisés in vivo. Les animaux exprimant les RAChs fluorescents seront nourris par des bactéries synthétisant de l'ARN double brin ciblant des gènes de C. elegans, et un crible sera mené pour une diminution de la fluorescence synaptique. Le crible devrait identifier de façon plus directe les gènes impliqués dans l'édification du compartiment post-synaptique des synapses nicotiniques.
- Le troisième objectif est de caractériser deux gènes qui sont des régulateurs positifs de la signalisation nicotinique aux jonctions neuromusculaires mais qui ne participent pas au processus d'agrégation synaptique des RAChs. Un des gènes est exprimé dans le muscle et code une protéine transmembranaire qui porte un ligand potentiel pour les protéines PDZ à son extrémité C-terminale. Cette protéine pourrait faire le lien entre un complexe extracellulaire LEV-9/LEV-10/AChR et des éléments sous-synaptiques intracellulaires. Nous venons de cloner le second gène qui est l'homologue de CRELD, une protéine transmembranaire qui interagit physiquement avec le récepteur nicotinique neuronal humain alpha4 beta2.//Le nouveau mécanisme d'agrégation des récepteurs que nous avons mis en évidence chez C. elegans potentiellement a été conservé au cours de l'évolution car des protéines transmembranaires similaires à LEV-10 mais sans fonction identifiée sont exprimées dans le système nerveux des mammifères. De façon intéressante, il a récemment été montré que la mutation du gène humain SRPX2, qui code une protéine similaire à LEV-9, est responsable de pathologies neurologiques incluant une épilepsie et un retard mental. Les résultats obtenus chez C. elegans devraient permettre de proposer des hypothèses relatives à la fonction des gènes similaires exprimés dans le système nerveux humain. De plus, les cribles génétiques que nous conduisons permettront de caractériser de nouveaux régulateurs des RAChs qui pourraient constituer des cibles nouvelles pour manipuler la transmission nicotinique.