Les canaux potassiques de fond : clonage, caracterisation et distribution

• Auteur / Autrice : ROBERTO REYES CATALAN
• Direction : Michel Lazdunski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Nice

Résumé

Les canaux k + sont des proteines membranaires specialisees qui permettent le passage passif et selectif de l'ion k + au travers de la membrane plasmique. Ils sont impliques dans le controle du potentiel de membrane et en consequence leur niveau d'activite a d'importantes repercussions dans un nombre varie de fonctions cellulaires, tels que la frequence et la duree des potentiels d'action dans des cellules excitables, la secretion dans des cellules endocrines ou exocrines ou encore le dans l'homeostasie de l'ion k + au niveau du rein. Trois classes structurales de canaux k + chacune d'entre elles liee a des proprietes fonctionnelles caracteristiques sont connues actuellement chez les mammiferes. La premiere classe structurale est celle des canaux a 6 segments transmembranaires et 1 domaine p : ces canaux generent essentiellement des courants k + dependants du voltage. La deuxieme classe structurale est celle des canaux a 2 segments transmembranaires et 1 domaine p : elle genere des courants k + dits a rectification entrante. Le sujet de cette these porte sur le clonage et la caracterisation d'une serie de canaux k + a structure nouvelle. Ils definissent la troisieme classe de canaux k +, celle des canaux a 4 segments transmembranaires et 2 domaines p appeles egalement canaux 2p. Ils generent des courants qui remplissent la plupart des criteres de definition d'un courant de fond ou de fuite. Les courants 2p sont des courants instantanes ou quasi-instantanes et non-inactivants qui oscillent rapidement entre l'etat ouvert et l'etat ferme. Les courants 2p ne presentent pas de seuil d'activation fixe car celui-ci suit etroitement le potentiel d'equilibre de l'ion k +. Ils sont actifs sur toute la gamme de potentiel physiologique et ils entrainent ainsi le potentiel de repos des cellules a des valeurs proches a celle du potentiel d'equilibre de l'ion k +. Ils sont insensibles a la plupart des inhibiteurs classiques ou aux toxines actives sur les canaux voltage-dependants mais ils presentent une regulation tres variee : trois grandes familles fonctionnelles peuvent-etre definies. Les canaux actives par les acides gras polyinsatures et la tension mecanique (trek-1 et traak), les canaux sensibles au ph externe (task-1 et task-2) et les canaux a faible rectification entrante (twik-1 et twik-2). Une etude biochimique de la topologie du canal twik-1 exprime dans les cellules sf9 a ete realisee grace a des anticorps developpes contre celui-ci. Cette etude montre que l'interdomaine m1p1 du canal est un domaine extracellulaire et glycosile, et qu'un residu cysteine conserve dans celui-ci est responsable de la dimerisation covalente de twik-1 via un pont disulfure. Cette dimerisation de twik-1 est observee egalement dans des membranes de cerveau, mais elle est egalement detectee pour d'autres canaux 2p. Des approches de northern blot, rt-pcr et immunohistochimie ont permis d'etablir la distribution tissulaire de ces canaux. Twik-1, trek-1 et task-1 sont quasi ubiquitaires, task-2 est exprimes dans des tissus d'origine epytheliale tandis que traak est exclusivement exprime dans le tissu neuronal, notamment dans la moelle epiniere et le cerveau. La proteine traak etudiee par une approche immunohistochimique est exprimee de preference dans le corps cellulaire des neurones du cerveau et de la moelle tandis que l'expression est de preference synaptique au niveau de la retine.