Rôles, propriétés et régulation du trafic intracellulaire des récepteurs AMPA dans la plasticité synaptique – PAINT

Outils de biologie moléculaire pour analyser le trafic de vésicules: développer d'outils moleculaires, développer des outils pour l'étude des récepteurs hétéromères.
Méthodes d'imagerie: • Imagerie double couleur., Microscopie de sectionnement haute résolution pour l'imagerie des tranches du cerveau, Enregistrement simultané du transport AMPAR et de l'activité synaptique

• Obtenir des données quantitatives sur le transport intracellulaire de la dynamique AMPAR dans les neurones en culture.
• Obtenir des données quantitatives sur la cinétique de transport intracellulaire des AMPAR dans les neurones dans les tranches organotypiques.
• Comprendre le rôle de la transmission synaptique à long terme dans la régulation du transport intracellulaire d'AMPAR et vice versa
Déchiffrer les sites et les mécanismes d'insertion des AMPAR avec des antécédents différents (néo-synthétisés versus recyclés).
• Recueillir des données sur le rôle des différentes sous-unités et des modifications post-traductionnelles (mutations spécifiques) sur la régulation du transport AMPAR.
• • Développer une modalité d'imagerie innovante pour imager des tranches de cerveau avec des résolutions spatiales et temporelles élevées.

Determiner les caractéristiques de transport des récepteurs AMPA lorqu'ils sont exprimés dans des cultures de neurones ou en tranches organotipiques d'hippocampe.

Nul pour l'instant

Les récepteurs AMPA (AMPAR) sont responsables de la majorité de la transmission excitatrice dans le cerveau. Le changement du nombre de récepteurs à la synapse détermine en grande partie l’efficacité synaptique et sous-tend de nombreuses formes de plasticité synaptique. Les changements du nombre d’AMPAR synaptiques sont contrôlés par une combinaison complexe de transport intracellulaire, trafic membranaire, stabilisation à la synapse, et recyclage. Les mécanismes de diffusion à la membrane plasmique, de stabilisation et de recyclage ont été largement étudiés ces dernières années. A contrario, et en dépit de son importance fondamentale présupposée, la contribution du transport intracellulaire à la transmission en conditions basales ou durant les phénomènes de plasticité synaptique, est totalement inconnue chez les vertébrés. Par exemple des questions simples mais fondamentales restent totalement ouvertes: quelles sont les propriétés cinétiques basales du transport vésiculaire des AMPAR? Comment ce transport est-il modulé par l'activité neuronale? Quels sont les partenaires protéiques impliqués dans ce type de transport? Comment le transport régulé des AMPAR contribue à moduler le nombre de récepteurs au niveau des synapses? La principale raison de notre manque de connaissances est que le déplacement des récepteurs dans les dendrites de neurones chez les vertébrés n’a jamais été imagé en raison du manque d'outils moléculaires et des capacités au niveau des systèmes d’imagerie dynamique. Nous venons de développer le système expérimental qui nous permet pour la première fois de visualiser et quantifier le mouvement de vésicules individuelles contenant les AMPAR.
Dans ce projet, nous allons utiliser une combinaison unique d'outils moléculaires innovants et de nouvelles méthodes d'imagerie de façon à démêler à la fois les propriétés et la contribution du transport intracellulaire des AMPAR lors de la plasticité synaptique dans des contextes physiologiques. Nous travaillerons à la fois dans les neurones d’hippocampe en culture et dans le système plus physiologique de tranches organotypiques. Nos objectifs sont de: i) quantifier le transport intracellulaire des AMPAR en conditions basales dans des neurones en culture d’hippocampe de souris et dans des tranches organotypiques, ii) appréhender comment le transport intracellulaire des récepteurs AMPA participe à la plasticité synaptique à long terme, iii) caractériser les partenaires protéiques et les mécanismes moléculaires impliqués dans le transport des récepteurs AMPA.
Au total, ce projet apportera un éclairage nouveau sur les propriétés fondamentales du transport vésiculaire des AMPAR dans la transmission de base et dans des conditions de plasticité synaptique.