Organisation nanoscopique de la matrice extracellulaire neuronale et impact sur la dynamique des récepteurs aux neurotransmetteurs – nanoMATRIX

Les neurones, comme virtuellement toutes les cellules de l’organisme, sont couverts d’un réseau complexe et dynamique de glycoprotéines de la matrice extracellulaire (MEC). Des composants de la MEC recouvrent une importante fraction de la surface des neurones qui n’est pas couverte par les connections synaptiques. Ces composants sont juxtaposés et interagissent avec les synapses, contrôlant ainsi la composition et la signalisation synaptique, et sont dérégulés dans de nombreuses pathologies. Les mécanismes moléculaires sous-jacents ne sont pas bien compris.

Des analyses d’imagerie en molécules uniques ont montré que la MEC neuronale forme des barrières de diffusion qui compartimentent les mouvements des récepteurs aux neurotransmetteurs (RNTs) dans la membrane neuronale et régulent ainsi le recrutement des récepteurs aux synapses pour le maintien et la plasticité synaptique. Nos travaux récents montrent que cette forme de compartimentation dépend des N-glycans des récepteurs, i.e. des sucres complexes qui leur sont attachés de façon covalente lors de leur synthèse.

Nous proposons ici de combiner des approches d’imagerie à haute-résolution avec des simulations de dynamique moléculaire pour caractériser ce processus. Nos objectifs spécifiques seront : 1) de fournir une description détaillée de la structure et de la dynamique de composants clés de la MEC dendritique ; 2) de déterminer comment les interactions protéines-glycans régulent l’association ou la répulsion des RNTs avec et par la MEC et contrôlent ainsi la compartimentation des récepteurs à la surface neuronale.