Origine aneurale de la signalisation par les récepteurs ionotropiques du glutamate – OriSigNe

Les récepteurs au glutamate (iGluRs) jouent un rôle central dans le fonctionnement du système nerveux des Vertébrés. Ils sont en particulier connus pour assurer la transmission glutamatergique rapide dans 80% des synapses du cerveau. Des études récentes ont cependant révélé que certaines sous-unités iGluRs orphelines de Mammifères, insensibles au glutamate, s’avèrent être les effecteurs d’une signalisation excitatrice dépendante de la glycine. Cette signalisation paracrine glycinergique auparavant inconnue semble jouer un rôle important dans différentes fonctions cérébrales mais son mécanisme d’action et son origine restent très mal connus. Par ailleurs, les gènes d’iGluRs sont présents au delà des Vertébrés chez toutes les espèces neurales de Métazoaires (cnidaires et cténophores). Dans une étude récente nous avons montré que la glycine constitue probablement l’agoniste le plus largement utilisé par les iGluRs de Métazoaires non bilatériens. Par ailleurs, ce travail a uggéré que la signalisation glycinergique par les iGluRs était déjà présente avant l’émergence du système nerveux.
Notre projet a pour but d’explorer des étapes clefs de l’origine et de l’évolution de la signalisation par les iGluRs en s’appuyant sur des espèces modèles représentatives. Nous établirons la fonction de la signalisation iGluR chez un cnidaire (un Métazoaire neural dépourvu de SNC) ; nous caractériserons le rôle de cette signalisation paracrine chez une éponge (d’une branche ancienne de Métazoaire aneural) ; enfin, nous étudierons son origine environnementale chez une algue unicellulaire (Diatomée).
En combinant des tests électrophysiologiques sur une sélection d’homologues d’iGluRs, des prédictions d’agonistes in silico et des tests pharmacologiques et phénotypiques sur nos espèces modèles, nous poserons les bases moléculaires cellulaires et évolutives de la signalisation glycinergique médiée par les iGluRs. Le suivi de plus de 600 millions d’années de coévolution entre les iGluRs et le système nerveux central ouvre des perspectives inédites pour la compréhension du fonctionnement et du développement du cerveau.