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Antoine Triller

Biologie cellulaire de la synapse

Contexte

Les neurones détectent, intègrent et transmettent l’information de manière efficace grâce à la spécialisation de leur membrane en sous domaines fonctionnels et structuraux comme la zone active ou la membrane post synaptique. L’efficacité et la précision de la neurotransmission dépendent fortement de deux propriétés apparemment antagonistes de la membrane synaptique : la stabilité de son organisation, et sa capacité de s’adapter rapidement aux modifications environnementales.

De plus, la stabilité structurale des synapses doit être assurée malgré la fluidité des membranes. En effet, les molécules des membranes bougent en effet dans le plan de la membrane du fait de l’agitation thermique brownienne, qui tend à favoriser leur distribution homogène. Les neurones dépensent donc de l’énergie pour contrôler ces mouvements et maintenir les molécules à des sites particuliers par des mécanismes qui diminuent cette fluidité. Notre équipe s’intéresse à la régulation de la dynamique des récepteurs synaptiques par les différents éléments (structuraux ou fonctionnels) qui constituent la synapse.

Résultats marquants

Ces dix dernières années, l’équipe a abordé ces paradoxes conceptuels en développant de nouveaux outils technologiques et analytiques pour suivre le comportement des composants synaptiques au niveau de la molécule unique et ainsi changer l’échelle d’analyse. Plus précisément, les chercheurs ont développé le suivi et l’analyse de particule unique par des nanocristaux (quantum-dots). Nous avons montré qu’il existe des échanges rapides de récepteurs entre les sites synaptiques et extra synaptiques et a établi que la stabilisation transitoire des récepteurs aux synapses se fait par des interactions avec des protéines partenaires comme les protéines d’échafaudage. Les techniques d’imagerie en super-résolution (PALM, STORM) ont permis l’accès à l’organisation détaillée de ces structures post-synaptiques. Les régulations des interactions récepteurs-échafaudage et intra-échafaudage apparaissent comme un principe central de la régulation du nombre de récepteurs aux synapses.

Specht CG, Izeddin I, Rodriguez PC, El Beheiry M, Rostaing P, Darzacq X, Dahan M, Triller A (2013) Quantitative nanoscopy of inhibitory synapses : counting gephyrin molecules and receptor binding sites. Neuron 79 (2) : 308-321

Choquet D, Triller A (2013) The dynamic synapse. Neuron 80 (3) : 691-703

Pascual O, Ben Achour S, Rostaing P, Triller A, Bessis A (2012) Microglia activation triggers astrocyte-mediated modulation of excitatory neurotransmission. Proc Natl Acad Sci U S A 109 (4) : E197-E205

Specht CG, Grunewald N, Pascual O, Rostgaard N, Schwarz G, Triller A (2011) Regulation of glycine receptor diffusion properties and gephyrin interactions by protein kinase C. EMBO Journal 30 (18) : 3842-3853

Charrier C, Machado P, Tweedie-Cullen RY, Rutishauser D, Mansuy IM, Triller A (2010) A crosstalk between beta 1 and beta 3 integrins controls glycine receptor and gephyrin trafficking at synapses. Nat Neurosci 13 (11) : 1388-1395