Au cours de l'année 2000, l'Unité a montré : la différence de propriétés physiques entre les deux sites de liaison de l'acétylcholine sur le récepteur de Torpille ; la localisation des ARNm des sous-unités neuronales du récepteur nicotinique dans le cerveau de singe ; la mobilisation différentielle du Ca⁺⁺ par deux récepteurs nicotiniques différents dans les neurones dopaminergiques de la substance noire ; la phosphorylation de la protéine 43K-Rapsyn de Torpille par une nouvelle histidine kinase, utilisant le triphosphate de thiamine.

Les travaux de recherche de l'unité de Neurobiologie Moléculaire portent sur le récepteur nicotinique de l'acétylcholine, une protéine qui intervient dans la transduction du signal chimique en signal électrique au niveau de la membrane postsynaptique de la jonction neuromusculaire et de celle de synapses nicotiniques centrales.
L'unité poursuit trois objectifs : (1) l'identification des structures élémentaires de la molécule réceptrice engagées dans la reconnaissance des effecteurs cholinergiques, dans le transport ionique et dans leurs divers couplages "allostériques", activation et désensibilisation, ainsi que dans l'augmentation de liaison et la potentiation de la réponse après exposition chronique à la nicotine ; (2) l'identification des mécanismes régulateurs d'expression génique (transcriptionnels et post-transcriptionnels), responsables de la distribution privilégiée des récepteurs nicotiniques au niveau de la membrane postsynaptique du muscle ; et (3) l'étude des processus mettant à contribution des récepteurs nicotiniques au niveau des neurones du système nerveux central, dont l'apprentissage, les systèmes de récompense, la dépendance à la nicotine et la nociception, l'anxiété, la neuroprotection et diverses pathologies cérébrales.
Pour parvenir à ces objectifs, de nombreuses méthodes sont utilisées, parmi lesquelles : marquage par photo-affinité de la protéine réceptrice dans des conditions de mélange rapide et microséquençage des peptides marqués, mutagénèse dirigée, analyse par cinétique rapide des récepteurs sauvage et mutant, cristallisation de la protéine purifiée (ou de fragments isolés) et examen par diffraction des rayons X et microscopie électronique, hybridation in situ, analyse de promoteurs, transfection par injection d'ADN, transgénèse et inactivation génique conditionnelle in vivo, et clonage de facteurs de transcription.
Les applications de cette recherche à la pathologie portent : (1) sur la pharmacologie du muscle innervé et des diverses espèces de récepteurs nicotiniques centraux ; (2) sur les phénomènes pathologiques associés à la dénervation du muscle squelettique et à la myasthénie, ainsi que (3) sur les troubles centraux qui résultent d'altérations, (ou qui affectent) les récepteurs nicotiniques : épilepsie nocture du lobe frontal, maladies d'Alzheimer, de Gilles de la Tourette, ou de Parkinson, analgésie, vieillissement et dépendance à la nicotine.
Parmi les travaux originaux publiés en 2000, on notera :
1) la démonstration directe de différences de propriétés physiques entre les deux sites de liaison de l'acétylcholine et des ligands nicotiniques sur le récepteur de Torpille par une méthode de spectroscopie de fluorescence résolue dans le temps (Martinez et coll. 2000) (Collaboration avec F. Mérola) ; 2) la localisation histologique des ARN messagers codant pour les diverses sous-unités du récepteur nicotinique dans le cerveau du singe (Han et coll. 2000) ; 3) la démonstration à l'aide de souris " knock-out " d'une mobilisation différente du Ca⁺⁺ intracellulaire par deux types de récepteurs nicotiniques distincts présents sur les neurones dopaminergiques de la substance noire (Tsuneki et coll. 2000) ; 4) la phosphorylation spécifique au niveau des histidines de la protéine 43K-Rapsyn par une kinase endogène faisant intervenir le triphosphate de thiamine comme donneur de phosphate (Nghiêm et coll. 2000) ; 5) l'intervention d'une protéine d'assemblage des nucléosomes dans la formation du tube nerveux chez la souris (Rogner et coll. 2000) (Collaboration avec P. Avner).

Jacqueline GEX jgex@pasteur.fr

Hoàng-Oanh NGHIEM, CR1, CNRS

Morten SUNESEN, P danois

Martine SOUDANT, Technicienne, Institut Pasteur