Lieu : Centre Broca
Soutenance en français
Équipe : Mécanismes des processus adaptatifs dans le cerveau (Letellier)
IINS
Thèse dirigée par Olivier Thoumine
Titre
« Localisation, dynamique et organisation nanométrique de la molécule d’adhérence synaptique neuroligine-1 »
(Localization, dynamics and nanoscale organization of the synaptic adhesion molecule neuroligin-1)
Résumé
Les neuroligines sont des molécules d’adhérence essentielles au développement et à la fonction des synapses, et sont la cible de mutations génétiques associées aux troubles du spectre autistique chez l’Homme. Dans cette thèse, j’ai souhaité élucider la localisation synaptique, la dynamique membranaire et l’organisation à l’échelle nanométrique de la neuroligine-1 (NLGN1).
Dans un premier temps, j’ai eu recours à des stratégies de surexpression ou de remplacement protéique. J’ai ainsi démontré un temps de résidence synaptique important de la NLGN1 étiquetée, suggérant sa stabilisation aux synapses via de multiples interactions extracellulaires et intracellulaires.
Ensuite, j’ai utilisé une nouvelle lignée de souris knock-in conceptualisée dans l’équipe, exprimant la NLGN1 endogène étiquetée (bAP-NLGN1), qui permet sa visualisation et sa purification sans altération de son expression. J’ai montré par pull-down que la NLGN1 native peut se lier aux autres isoformes NLGN2 et NLGN3, ainsi qu’à la PSD-95 et la géphyrine, des protéines d’échafaudage spécifiques des synapses excitatrices et inhibitrices. Par microscopie à épifluorescence, j’ai également démontré sa localisation à la fois aux synapses excitatrices et inhibitrices. Enfin, par imagerie de super-résolution dSTORM, j’ai montré que la NLGN1 s’organise en nanodomaines alignés avec des structures présynaptiques, dont le nombre augmente proportionnellement à la taille de la post-synapse.
Ces résultats apportent un nouvel éclairage sur la localisation et l’organisation nanométrique de la NLGN1 endogène, et remettent en question le point de vue historique selon lequel la NLGN1 est spécifique des synapses excitatrices. De plus, la souris knock-in développée ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude de la NLGN1 dans des modèles plus complexes et dans le contexte de mutations associées à des troubles neuro-développementaux.
Mots clés
Souris knock-in, Synapse, Molécule d’adhérence, Neuroligine, Pull-down, Imagerie de super-résolution
Publications
- Ducrot C*, Drouet A*, Tessier B, Desquines C, Cloâtre T, Mazzouzi RC, Levet F, Favereaux A, Letellier M, and Thoumine O (2025). High-affinity detection of biotinylated endogenous neuroligin-1 at excitatory and inhibitory synapses using a tagged knock-in mouse. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 3;122(22):e2411669122. doi.org/10.1073/pnas.2411669122
- Szíber Z, Drouet A, Mondin M, Levet F, and Thoumine O (2024). Neuroligin-1 dependent phosphotyrosine signaling in excitatory synapse differentiation. Front. Mol. Neurosci., 17, 1359067. doi.org/10.3389/fnmol.2024.1359067
- Lagardère M*, Drouet A*, Sainlos M, and Thoumine O (2022). High-resolution fluorescence imaging combined with computer simulations to quantitate surface dynamics and nanoscale organization of neuroligin-1 at excitatory synapses. Front. Synaptic Neurosci., 14, 835427. doi.org/10.3389/fnsyn.2022.835427
* Equal contribution
Jury
- Olivier Thoumine, DR, Université de Bordeaux (Directeur de thèse)
- Jean-Louis Bessereau, PU-PH, Université Claude Bernard Lyon 1 (Rapporteur)
- Fabrice Ango, DR, Université de Montpellier (Rapporteur)
- Aude Panatier, DR, Université de Bordeaux (Examinatrice)
- Sabine Lévi, DR, Université de Bordeaux (Examinatrice)
- Jérôme Ezan, CR, Université de Bordeaux (Examinateur)
- Magali Mondin, IR, Université de Bordeaux (Invitée)