Comment trouver son partenaire synaptique: des rencontres au hasard ou le fait d’un entremetteur ?
Au cours du développement du système nerveux, plusieurs millions de neurones vont devoir se connecter entre eux en recherchant leurs partenaires synaptiques au sein d’un tissu extrêmement dense et hétérogène. L'équipe de Fabrice Ango à l’Institut de génomique fonctionnelle de Montpellier met en évidence pour la première fois l’existence d’un entremetteur moléculaire qui guide et participe à la formation des premiers contacts entre deux partenaires synaptiques. Cette étude est publiée dans la revue Neuron.
Dans le système nerveux, le traitement de l’information repose sur des interactions complexes entre deux classes majeures de neurone. Les neurones principaux (majoritairement excitateurs) qui sont responsables du passage de l’information et les interneurones (majoritairement inhibiteurs) qui permettent un filtrage sélectif de ce transfert d’information. L’établissement de contacts synaptiques spécifiques entre ces deux types de neurones est donc critique pour le fonctionnement normal du cerveau.
La formation de ces contacts synaptiques est un processus complexe qui résulte de l’aboutissement d’une série d’étapes clés comprenant le guidage de l’axone vers sa cible, des mécanismes de reconnaissance cellulaire et subcellulaire et enfin la synaptogenèse. C’est en étudiant la formation de la synapse en « pinceau » entre les cellules en panier (interneurone) et la cellule de Purkinje (cellule principale), décrite par Ramon y Cajal il y a plus d’un siècle dans le cervelet (Figure 1), qu’une équipeque l'équipe de Fabrice Ango de l’Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF) de Montpellier a mis en lumière le rôle clé d’une protéine membranaire localisée au niveau de l’axone des cellules en panier dans l’établissement de cette synapse. Cette protéine appelée Neuropilin-1 (NRP1) joue un véritable rôle d’entremetteur entre ces deux partenaires synaptiques. En effet, elle va dans un premier temps guider l’axone en interagissant avec la protéine de guidage axonal Sema3A sécrétée par sa cellule cible. Dans un deuxième temps, elle va assurer la transition entre le guidage de l’axone et le contact avec la cible en interagissant avec la protéine d’adhésion d’adhérence Neurofascin-186 présente à la surface de la cellule de Purkinje.
Ces travaux montrent qu’une seule et même protéine contrôle deux étapes clés de la spécificité synaptique et ouvrent ainsi de nouvelles perspectives d’études pour une meilleure compréhension des mécanismes qui conduisent à la formation des réseaux neuronaux. Ils identifient également la première protéine entremetteuse de la spécificité/fidélité synaptique dans le cerveau des vertébrés.
© Fabrice Ango
En savoir plus
-
Dual Function of NRP1 in Axon Guidance and Subcellular Target Recognition in Cerebellum.
Neuron. 2016 Sep 21;91(6):1276-91. doi: 10.1016/j.neuron.2016.08.015.
Telley L, Cadilhac C, Cioni JM, Saywell V, Jahannault-Talignani C, Huettl RE, Sarrailh-Faivre C, Dayer A, Huber AB, Ango F.