PROJETS

Les synapses neurochimiques sont des nanomachines sophistiquées qui assurent le transfert et le traitement de l’information entre les neurones. Comme chaque neurone reçoit des milliers d’entrées synaptiques utilisant des neurotransmetteurs différents, sa membrane constitue une mosaïque de microdomaines spécialisés formés par des agrégats de récepteurs positionnés en face des sites de libération du neurotransmetteur. Notre laboratoire étudie les mécanismes cellulaires et moléculaires de la mise en place et du maintien des synapses, avec un intérêt particulier pour les processus qui contrôlent la biogenèse et la localisation des récepteurs des neurotransmetteurs en situations normale et pathologique.
Notre stratégie repose sur la combinaison d’approches de génétique, d’imagerie, d’électrophysiologie et de biochimie utilisant le ver rond Caenorhabditis elegans comme organisme d’expérimentation (pour plus d’information sur ce nématode, voir « Introduction aux Caenorhabditis elegans« ). En utilisant la synapse neuromusculaire comme synapse modèle, nous avons identifié plusieurs gènes impliqués dans le positionnement des récepteurs de l’acétylcholine et du GABA. Parmi eux, nous avons mis en évidence un organisateur synaptique antérograde nécessaire à l’assemblage d’échafaudages protéiques extracellulaires piégeant les récepteurs. Nous analysons actuellement l’organisation, la dynamique et la maintenance de ces échafaudages, ainsi que les gènes impliqués dans la biosynthèse et l’adressage de ces récepteurs.
Nos résultats contribuent à une meilleure compréhension de la biologie de la synapse, en contextes physiologique et pathologique. En effet, depuis quelques années, il a été montré dans un nombre croissant de maladies neuropsychiatriques telles que l’autisme, la schizophrénie ou l’épilepsie, qu’il existe des dysfonctionnements synaptiques, faisant émerger le concept de « synaptopathies ». Par ailleurs, la fonction de nombreux gènes identifiés comme des facteurs de susceptibilité de maladies neuropsychiatriques reste inconnue, et il est probable que le paysage mutationnel de ces maladies se complexifie encore avec le foisonnement des données générées par l’accélération du séquençage des génomes de milliers de patients. Nous pensons que la simplicité d’un organisme tel que C. elegans est un outil précieux pour contribuer à démêler cette complexité.

SÉLECTION DE PUBLICATIONS

• Specific heparan sulfate modifications stabilize the synaptic organizer MADD-4/Punctin at Caenorhabditis elegans neuromuscular junctions.
  Mélissa Cizeron ,Laure Granger, Hannes E. Bülow, and Jean-Louis Bessereau . Genetics (2021).
• The HSPG Syndecan is a core organizer of cholinergic synapses.
  Xin Zhou*, Camille Vachon*, Mélissa Cizeron, Océane Romatif, Hannes E. Bülow, Maëlle Jospin, Jean-Louis Bessereau. JCB (2021).
• The netrin receptor UNC-40/DCC assembles a postsynaptic scaffold and sets the synaptic content of GABAA receptors.
  Xin ZHOU, Marine GUEYDAN, Maelle JOSPIN, Tingting JI, Aurore VALFORT, Bérangère PINAN-LUCARRE*, Jean Louis BESSEREAU* Nature Communications (2020) 11:2674.
• CRELD1 is an evolutionarily-conserved maturational enhancer of ionotropic acetylcholine receptors.
  D’Alessandro M, Richard M, Stigloher C, Gache V, Boulin T, Richmond JE, Bessereau JL Elife (2018) 7.
• UNC-120/SRF independently controls muscle aging and lifespan in Caenorhabditis elegans.
  Mergoud Dit Lamarche A, Molin L, Pierson L, Mariol MC, Bessereau JL, Gieseler K, Solari F Aging Cell (2018) 17.
• Preventing Illegitimate Extrasynaptic Acetylcholine Receptor Clustering Requires the RSU-1 Protein.
  Pierron M, Pinan-Lucarré B, Bessereau JL J Neurosci. (2016) 36:6525-37.
• C. elegans Punctin Clusters GABA(A) Receptors via Neuroligin Binding and UNC-40/DCC Recruitment.
  Tu H*, Pinan-Lucarré B*, Ji T, Jospin M, Bessereau JL Neuron (2015) 86:1407-19.
• Transcriptional coordination of synaptogenesis and neurotransmitter signaling.
  Kratsios P, Pinan-Lucarré B, Kerk SY, Weinreb A, Bessereau JL, Hobert O Curr Biol. (2015) 25:1282-95.
• C. elegans Punctin specifies cholinergic versus GABAergic identity of postsynaptic domains.
  Pinan-Lucarré B*, Tu H*, Pierron M, Cruceyra PI, Zhan H, Stigloher C, Richmond JE, Bessereau JL Nature (2014) 511:466-70.
• Biosynthesis of ionotropic acetylcholine receptors requires the evolutionarily conserved ER membrane complex.
  Richard M, Boulin T, Robert VJ, Richmond JE, Bessereau JL Proc Natl Acad Sci U S A. (2013) 110:E1055-63.
• Positive modulation of a Cys-loop acetylcholine receptor by an auxiliary transmembrane subunit.
  Boulin T, Rapti G, Briseño-Roa L, Stigloher C, Richmond JE, Paoletti P, Bessereau JL Nat Neurosci. (2012) 15:1374-81.
• A secreted complement-control-related protein ensures acetylcholine receptor clustering.
  Gendrel M, Rapti G, Richmond JE, Bessereau JL Nature (2009) 15:992-6.
• Eight genes are required for functional reconstitution of the Caenorhabditis elegans levamisole-sensitive acetylcholine receptor.
  Boulin T, Gielen M, Richmond JE, Williams DC, Paoletti P, Bessereau JL Proc Natl Acad Sci U S A. (2008) 25:18590-5.
• A transmembrane protein required for acetylcholine receptor clustering in Caenorhabditis elegans.
  Gally C, Eimer S, Richmond JE, Bessereau JL Nature (2004) 30:578-82.

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