Daniel Choquet, August B. Smit dans Nature Com.

Le 4 mars 2016

Shisa6 traps AMPA receptors at postsynaptic sites and prevents their desensitization during synaptic activity
Remco V. Klaassen, Jasper Stroeder, Françoise Coussen, Anne-Sophie Hafner, Jennifer D. Petersen, Cedric Renancio, Leanne J. M. Schmitz, Elisabeth Normand, Johannes C. Lodder, Diana C. Rotaru, Priyanka Rao-Ruiz, Sabine Spijker, Huibert D. Mansvelder, Daniel Choquet & August B. Smit
Nature Communications7, Article number: 10682 doi:10.1038/ncomms10682 Received 22 August 2015 Accepted 11 January 2016 Published 02 March 2016

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Comment les récepteurs AMPA sont-ils stabilisés à la synapse ?
Les récepteurs du glutamate de type AMPA (AMPAR) sont les acteurs principaux de la transmission synaptique. Leur nombre à la synapse détermine en grande partie l’efficacité de la transmission synaptique et varie considérablement suivant l’activité neuronale.

Les modèles récents proposent que la régulation spécifique du nombre et de l’organisation des AMPAR à la synapse soient des mécanismes clés mis en jeu au cours des processus de plasticité synaptique qui sous-tendent la mémoire et l’apprentissage. La compréhension de ces processus représente donc un enjeu majeur. Les AMPAR font partie d’un complexe macromoléculaire permettant la régulation de leur transport, de leur localisation à la membrane plasmique puis à la synapse ainsi que la régulation de leurs propriétés physicochimiques. Une équipe de l’IINS (Bordeaux Neurocampus) vient de mettre en évidence une nouvelle protéine associée aux récepteurs AMPA.

Localisée au niveau de l’hippocampe, Shisa6 a un rôle capital de régulation des récepteurs au niveau de cette structure. Ce travail a été réalisé en collaboration avec les groupes de H.D. Mansvelder et A.B. Smit à Amsterdam et fait actuellement l’objet d’une thèse ENC en cotutelle entre Bordeaux et Amsterdam. Pour réaliser cette étude, nous avons utilisé une batterie de techniques disponibles dans les deux laboratoires. Par analyse protéomique nous avons caractérisé Shisa6 comme étant associée aux AMPAR.

La biochimie et l’immunofluorescence nous ont permis de localiser la protéine au niveau synaptique. Les expériences de FRET et de mobilité ont montré le rôle de Shisa6 pour le maintien des récepteurs à la synapse et la régulation de leur mobilité par un jeu d’interactions avec les protéines de la PSD spécifiquement la PSD95. Enfin, par électrophysiologie nous montrons que Shisa6 maintient la transmission synaptique glutamatergique durant une activité synaptique répétée.

En résumé, ce travail démontre pour la première fois que plusieurs protéines auxiliaires participent à la stabilisation des récepteurs AMPA à la synapse. Il sera donc fondamental de déterminer quelle est la contribution respective de ces protéines au contrôle de la stabilisation des récepteurs AMPA dépendante de l’activité neuronale, un processus supposé sous-tendre certaines formes d’apprentissage et de mémoire.

 

Shisa6 : a new auxiliary protein of AMPARs that allows their synapse stabilization and inhibits their desensitization during synaptic activity F. Coussen, J.D. Petersen, E. Normand, D. Choquet et al. in Nature Communications

How are stabilized AMPA receptors at synapses?

Glutamate receptors of AMPA type (AMPAR) are the main players of synaptic transmission in mammalian brain. Their numbers at the synapse largely determines the efficiency of synaptic transmission and varies considerably during neuronal activity. Recent models suggest that the specific regulation of the number and organization of the synapse to AMPAR are key mechanisms involved in synaptic plasticity processes that underlie memory and learning. Understanding these processes is therefore a major challenge in neuroscience. AMPAR are part of a macromolecular complex for regulating their transport, their localization to the plasma membrane and in the synapse, as well as the regulation of their physicochemical properties.

A team from IINS (Bordeaux Neurocampus) just highlight a new protein associated with AMPA receptors. Localized in the hippocampus, Shisa6 has a crucial role for the regulation of the level of AMPAR of this structure. This work was performed in collaboration with the groups of Mansvelder H. D. and A. B. Smit in Amsterdam and is currently the subject of a thesis under joint supervision ENC between Bordeaux and Amsterdam. For this study, we used a battery of techniques available in both laboratories. By proteomic analysis we characterized AMPARs as being associated with Shisa6.

Biochemistry and immunofluorescence allowed us to locate the protein at the synaptic level. FRET experiments and mobility have shown the role of Shisa6 for maintaining receptors at the synapse and the regulation of their mobility through a set of interactions with proteins in the PSD specifically PSD95. Finally, we show that by electrophysiology Shisa6 maintains glutamatergic synaptic transmission during repeated synaptic activity.

In summary, this study demonstrates for the first time that several auxiliary proteins are involved in the stabilization of AMPA receptors at the synapse. It will therefore be important to determine what are the respective contribution of these proteins to the activity-dependent control of the stabilization of AMPA receptor, a process supposed to underlie some forms of learning and memory .

Contact: Dr. Françoise COUSSEN / /Interdisciplinary Institute for Neuroscience/Bordeaux Neurocampus

Dernière mise à jour le 07.03.2016