Le rôle de l'ABHD6 dans la régulation des AMPAR
Examiner comment ABHD6 influence la fonction des AMPAR et la transmission des signaux dans le cerveau.
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Table des matières
Dans le cerveau, certaines protéines appelées récepteurs α-amino-3-hydroxy-5-méthyl-4-isoxazolepropionique (AMPAR) aident à transmettre des signaux rapidement. Ces récepteurs sont constitués de différents éléments de base connus sous le nom de sous-unités. La force des signaux que ces récepteurs envoient dépend de leur nombre et de leur rapidité de réponse. Quand les AMPAR sont activés, ils laissent passer des ions, ce qui peut changer l'état électrique de la cellule nerveuse voisine. Ce processus est crucial pour la communication rapide dans le cerveau.
Les AMPAR réagissent vite, s'allumant et s'éteignant en quelques millisecondes. Cette action rapide maximise la vitesse et la précision des signaux dans le système nerveux, soutenant la capacité du cerveau à traiter l'information rapidement. Cependant, si ces récepteurs ne fonctionnent pas correctement, ça peut causer des problèmes dans le cerveau, menant à des conditions comme la maladie d'Alzheimer, l'épilepsie et d'autres troubles neurologiques.
Sous-unités auxiliaires et leur rôle
En plus des sous-unités principales, il y a des protéines d'aide, connues comme sous-unités auxiliaires, qui interagissent avec les AMPAR et peuvent changer leur comportement. Une de ces protéines d’aide s’appelle TARP γ-2. Elle aide les AMPAR à mieux fonctionner en augmentant leur capacité à se lier à d'autres molécules, les aidant à rester à la surface de la cellule et ralentissant la perte de leur efficacité. D'autres protéines, comme CNIH-2, peuvent aussi influencer les AMPAR mais de manières différentes.
La variété de ces protéines auxiliaires est importante car elles peuvent affecter le comportement des AMPAR selon les types spécifiques et les quantités de ces protéines présentes. Ça crée une interaction complexe qui peut influencer le bon fonctionnement des récepteurs et, par conséquent, la transmission des signaux dans le cerveau.
ABHD6 : une protéine clé
ABHD6 est une autre protéine qui joue un rôle dans le fonctionnement des AMPAR. Elle était à l'origine connue pour réguler les niveaux de certains lipides dans le cerveau, qui sont importants pour la signalisation. Des recherches ont montré qu'ABHD6 peut aussi affecter les AMPAR. Quand ABHD6 est présent en grande quantité, ça peut réduire l’efficacité des AMPAR, diminuant la force des signaux qu'ils envoient. Ça se produit sans changer la quantité totale d'AMPAR présents, mais en diminuant le nombre de ceux qui peuvent transmettre des signaux efficacement.
Des études ont trouvé qu'ABHD6 peut emprisonner les AMPAR dans une forme qui les empêche de s'assembler correctement, ce qui est nécessaire pour un signal efficace. Ça signifie que même si les AMPAR peuvent toujours être là, ils ne fonctionnent pas à leur plein potentiel, affectant comment les signaux sont traités dans le cerveau.
L'effet d'ABHD6
Les chercheurs voulaient mieux comprendre comment ABHD6 affecte les AMPAR. Ils ont examiné spécifiquement si cette protéine changeait la vitesse à laquelle les AMPAR peuvent réagir et combien de temps il leur faut pour revenir à leur état de repos après activation. En examinant différents types de sous-unités d'AMPAR, les chercheurs ont pu voir comment ABHD6 interagit avec elles.
Dans les tests, quand des cellules contenant des AMPAR étaient exposées à ABHD6, les chercheurs ont observé une diminution significative de la force des courants produits par les AMPAR. Ça s'est produit peu importe le type d'AMPAR étudié, indiquant que l'effet d'ABHD6 est large et pas limité à un type spécifique de récepteur.
Tester différents variants
Pour voir comment ABHD6 affecte divers AMPAR, les chercheurs ont testé plusieurs variants d'AMPAR qui différaient dans leur structure. En examinant ces différents types, ils ont pu déterminer si ABHD6 impactait certains plus que d'autres. Il a été trouvé qu'ABHD6 réduisait les courants générés par tous les types d'AMPAR testés. Ça montre que son effet est cohérent à travers diverses formes d'AMPAR, soulignant son rôle important dans la régulation de ces récepteurs.
En utilisant des protéines d’aide comme TARP γ-2 en combinaison avec ABHD6, les chercheurs ont pu observer qu'ABHD6 pouvait accélérer la désactivation et la désensibilisation des AMPAR après activation. Généralement, TARP γ-2 ralentit ces processus, mais avec ABHD6 présent, le contraire a été observé. Ça signifie qu'ABHD6 peut modifier comment les AMPAR agissent même en présence d'autres protéines qui aident normalement à ralentir leur réponse.
Effets sur les AMPAR homomériques et hétéromériques
L'étude visait à examiner à la fois les AMPAR homomériques, qui se composent du même type de sous-unité, et les AMPAR hétéromériques, faits de sous-unités différentes. Les résultats ont montré qu'ABHD6 entraîne une désactivation et une désensibilisation plus rapides des AMPAR lorsqu'ils sont liés à TARP γ-2, sauf dans certains cas spécifiques impliquant certaines variantes.
Quand les chercheurs ont utilisé les formes combinées d'AMPAR et de TARP γ-2, ils ont constaté qu'ABHD6 changeait la façon dont ces récepteurs réagissaient. Ça signifie que les combinaisons spécifiques de récepteurs et de protéines d'aide peuvent avoir un impact majeur sur leur fonctionnement ensemble.
Récupération de la désensibilisation
Un autre facteur clé dans le fonctionnement des AMPAR est la rapidité avec laquelle ils peuvent récupérer après avoir été désensibilisés après activation. La recherche a révélé que, tandis que TARP γ-2 aide les AMPAR à se rétablir plus vite, ABHD6 ralentit ce processus, particulièrement pour certaines combinaisons spécifiques d'AMPAR et TARP γ-2.
Ce temps de récupération plus lent indique qu'ABHD6 affecte non seulement la rapidité de réponse des AMPAR, mais aussi leur capacité à rebondir après avoir été stimulés. Ça pourrait avoir des implications significatives sur comment les signaux sont transmis dans le cerveau, surtout lors d'une activation prolongée.
Conclusion
En résumé, l'étude met en lumière le rôle essentiel d'ABHD6 dans la régulation des AMPAR. En diminuant l'efficacité de ces récepteurs, ABHD6 peut avoir un impact significatif sur la transmission des signaux dans le cerveau. L'interaction entre ABHD6, les AMPAR et les protéines auxiliaires comme TARP γ-2 crée un réseau complexe d'interactions qui façonne finalement la fonction cérébrale.
Comprendre ces interactions est crucial pour saisir comment le cerveau signale et communique, surtout à mesure que nous explorons comment ces mécanismes peuvent être impliqués dans divers troubles neurologiques. Les recherches futures pourraient explorer comment modifier ces processus pourrait conduire à de nouveaux traitements pour des conditions découlant de problèmes de transmission des signaux dans le cerveau.
Titre: α/β-Hydrolase domain-containing 6 (ABHD6) accelerates the desensitization and deactivation of TARP γ-2-containing AMPA receptors
Résumé: AMPA receptors (AMPARs) mediate most of the fast excitatory synaptic transmission in mammalian brain. Their efficacy in responding to presynaptic glutamate release depends on their kinetics, which are determined by AMPARs and their auxiliary subunit composition. /{beta}-Hydrolase domain-containing 6 (ABHD6) is an AMPAR auxiliary subunit that has been shown to negatively regulate the surface delivery of AMPARs and AMPAR-mediated currents. Overexpression of ABHD6 decreased the rising slope and increased the decay {tau} of mEPSCs. However, whether ABHD6 is involved in regulating AMPAR kinetics remains unclear. Here, we found that ABHD6 per se had no effects on the gating kinetics of GluA1 and GluA2(Q) containing homomeric receptors. However, in the presence of the auxiliary subunit TARP {gamma}-2, ABHD6 accelerated the deactivation and desensitization of either GluA1 and GluA2(Q) containing homomeric receptors independent of their splicing isoforms (flip and flop) and the editing isoforms of GluA2 (R or G at position 764), except the deactivation of GluA2(Q)i-G isoform. Besides, the recovery from desensitization of GluA1 with flip splicing isoform was slowed by the co-expression of ABHD6 in the presence of TARP {gamma}-2. Furthermore, the ABHD6 accelerated the deactivation and desensitization of GluA1i/GluA2(R)i-G heteromeric receptors in the presence of TARP {gamma}-2. Therefore, these results demonstrate that ABHD6 regulates AMPAR gating kinetics in a TARP {gamma}-2-dependent manner. SIGNIFICANCE STATEMENTThe efficacy of AMPARs in responding to presynaptic glutamate release depends on their kinetics, including deactivation, desensitization, and recovery from desensitization, which are determined by AMPARs and their auxiliary subunit composition. Using ultra-fast application of glutamate and outside-out patch recordings, we found that, in the presence of the auxiliary subunit TARP {gamma}-2, ABHD6 accelerated the deactivation and desensitization of GluA1i/GluA2(R)i-G heteromeric receptors and GluA1 and GluA2(Q) containing homomeric receptors independent of their splicing isoforms (flip and flop) and the editing isoforms of GluA2 (R or G at position 764), except the deactivation of GluA2(Q)i-G isoform. These results demonstrate that ABHD6 regulates AMPAR gating kinetics in a TARP {gamma}-2-dependent manner.
Auteurs: Chen Zhang, R. Cong, H. Li, H. Yang, J. Gu, S. Wang, X. Guan, T. Su, Y. Zheng, D. Wang, X. Chen, L. Yang, Y. S. Shi, M. Wei
Dernière mise à jour: 2024-06-25 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.20.599978
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.20.599978.full.pdf
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