Etude optique et optogénétique de la physiologie des canaux TREK – OPERAS

Le maintien d’un potentiel transmembranaire négatif constitue le socle de l’excitabilité neuronale. Ce potentiel négatif est généré par un courant potassique de fuite produit par les canaux K2P. Les canaux K2P sont régulés par une grande variété de stimuli qui inclue les lipides, le stress mécanique et l'acidification du milieu intra ou extracellulaire. Ces canaux sont notamment impliqués dans la régulation de l’humeur. L'absence d'agents pharmacologiques spécifiques a rendu leur étude fonctionnelle et structurale difficile. Pour dépasser ces limites, nous avons développé un canal TREK1 qui est contrôlé par la lumière via un pore-bloqueur photomodulable attaché. Ce canal photomodulable, appelé TREKlight, se comporte comme un canal TREK1 sauvage en lumière visible mais une impulsion de lumière à 380 nm le ferme de façon réversible. Afin d'adresser la fonction du canal TREK1 dans les neurones d'hippocampe, j'ai développé, sur la base de TREKlight, un dominant négatif lumière-sensible de TREK1 (TREK1-PCS) qui permet de contrôler réversiblement l'activité des canaux natifs avec la lumière. Le projet OPERAS vise à étendre cette technique pour déterminer la fonction des canaux TREK et leur organisation sous-unitaire. Tout d’abord, nous allons produire une souris KI dans laquelle le canal TREK1 est remplacé par TREKlight. Les souris StarTREK seront identiques aux souris sauvages mais présenteront l’avantage d’avoir leur canal TREK qui peut être instantanément et réversiblement bloqué par la lumière avec une précision spatiotemporelle, dans le but d’adresser la fonction du canal dans différents paradigmes. Deuxièmement, en combinant l’optogénétique (TREK1-PCS) et les méthodes de fluorescence en molécules uniques (SiMPull), nous pourrons déterminer l’impact structural et fonctionnel de l’hétéromerisation de TREK1. Puisque cette approche offre une stratégie générale permettant de donner une sensibilité à la lumière à une large collection de canaux/récepteurs, nous l’appliquerons aux autres canaux potassiques à deux domaines P pour déterminer leur fonction et leur organisation sous-unitaire.