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Thèse Julia Krapivkina

Identification of the SNARE proteins involved in the postsynaptic membrane trafficking

Le 29 novembre 2016

Julia Krapivkina / Membrane Trafficking Lab (PhD student, joint ENC fellowship with Camin Dean, Göttingen) at IINS  / Soutenance le 29 Novembre 2016, à 14h30 Campus Carreire Salle de conf de la CGFB. Sous la direction de David PERRAIS / Co-directeur  Camin DEAN

 
 Membrane trafficking is a universal process that is essential for neuronal function in a wide spectrum of applications. From neuronal growth and morphological development to neurotransmitter release and synaptic plasticity, it supports neuronal activity and gives countless questions that drive today’s neurobiology research.
Notably, the trafficking of recycling endosomes (REs) in somatodendritic compartments participates in synaptic transmission and plasticity, such as long-term synaptic potentiation (LTP). However, the fusion machinery mediating RE exocytosis is still unclear. To identify the vesicular SNAREs (v-SNAREs) involved in different forms of postsynaptic RE exocytosis, we first imaged neuronal VAMP proteins fused with pH-sensitive pHluorin in cultured hippocampal neurons, and found that only VAMP2 and VAMP4, but not VAMP7, underwent somatodendritic exocytosis in mature neurons.

After identifying these two candidate proteins, we used a combination of different downregulation techniques to chronically or acutely deactivate their function and observe consequences on REs exocytosis, basal synaptic transmission and LTP.

Our results suggest that VAMP2 is involved in activity-regulated exocytosis important for LTP, but not constitutive postsynaptic AMPARs exocytosis, supporting basal transmission. VAMP4 is required for constitutive exocytosis of at least a large proportion of REs, but the functional implication of these endosomes still need to be explored, as VAMP4 downregulation did not alter basal synaptic transmission.

Resumé
Le trafic membranaire est un processus universel qui est essentiel pour la fonction neuronale dans un large spectre de fonctions. De la croissance neuronale et le développement morphologique à la libération des neurotransmetteurs et la plasticité synaptique, il prend en charge l'activité neuronale et donne d'innombrables questions qui animent la recherche sur la neurobiologie d'aujourd'hui. Notamment, l’exocytose des endosomes de recyclage (ER) dans les compartiments somatodendritiques participe à la transmission synaptique et à la potentialisation synaptique à long terme (PLT).

Cependant mais la machine moléculaire sous-tendant l’exocytose des ER reste encore méconnue. Afin d’identifier les protéines SNAREs vésiculaires (v-SNARE) impliquées dans les différentes formes d’exocytose des ER postsynaptiques, nous avons d'abord imagé les protéines VAMP neuronales fusionnées avec la pHluorine, une GFP mutée sensible au pH dans les neurones de l’hippocampe en culture. Nous avons constaté que seulement VAMP2 et VAMP4, mais pas VAMP7, rapportaient des événements d’exocytose somatodendritique dans les neurones matures. Après avoir identifié ces deux protéines candidates, nous avons utilisé la combinaison de différentes techniques de régulation négative chronique ou aiguë pour désactiver leur fonction et observer leurs conséquences sur l’exocytose des ER, la transmission synaptique basale ou la PLT.

Nos résultats suggèrent que VAMP2 est impliqué dans une forme d’exocytose régulée importante pour la PLT, mais pas l’exocytose constitutive des récepteurs AMPA, qui stabilise la transmission basale. VAMP4 est nécessaire pour l'exocytose constitutive d'une grande partie des endosomes, mais l'implication fonctionnelle de ces endosomes doit encore être explorée, car la régulation négative de VAMP4 ne modifie

Publication
Julia Krapivkina, Damien Jullié, Jennifer Petersen, Natacha Retailleau, Daniel Choquet & David Perrais. The identity if vSNAREs involved in recycling endosomes exocytosis in neuronal dendrites (in preparation). 

Jury

GARRET Maurice
Université de Bordeaux
Président du Jury

DESNOS Claire
Université Paris Descartes
Rapporteur

El Far Oussama,
Université Aix Marseille
Rapporteur

DANGLOT Lydia,
Université Paris Diderot
Examinateur

LANG Jochen,
Université de Bordeaux
Examinateur

PERRAIS David,
Université de Bordeaux
Directeur de thèse

Directeur de thèse



David Perrais
The Membrane Trafficking axis is integrated into the Dynamics of Synapse Organization and Function group . This activity is headed by David Perrais (DR, senior researcher) 

Perrais's Lab