Caractérisation des différentes sous-unités des récepteurs nicotiniques neuronaux chez l'abeille Apis mellifera

Caracterisation of neuronal nicotinic acetylcholine receptor subunits in honeybee Apis mellifera

• Auteur / Autrice : Steeve Hervé Thany
• Direction : Monique Gauthier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie. Neurosciences. Neurobiologie
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oligonucléotides

Acides nucléiques antisens

Hybridation in situ

Récepteurs nicotiniques

Abeille domestique

Mots clés libres

Abeille

Sous-unité des récepteur nicotiniques

Hybridation in situ

Oligonucléotides antisens

Apprentissage olfactif

Résumé

Nous avons cloné cinq sous-unités différentes des récepteurs nicotiniques neuronaux chez l'abeille Apis mellifera. Ces sous-unités ont été nommées Apia2, Apisa3, Apisa4, Apisa7-1 et Apisa7-2 à partir d'une homologie de séquences avec les sous-unités a des récepteurs nicotiniques neuronaux humains. La comparaison de ces séquences avec les séquences clonées chez d'autres insectes montre que: (1) la nomenclature attribuée aux sous-unités clonées chez les insectes n'est pas cohérente avec l'homologie de séquences. (2) On peut regrouper les sous-unités clonées dans différentes sous-familles en fonction de l'homologie de séquences. La distribution de ces cinq sous-unités au cours de différents stades de développement a été étudiée par hybridation in situ. Les résultats obtenus montrent que les ARNm correspondants à quatre au moins des cinq sous-unités sont progressivement exprimés au cours du développement. Au stade adulte, les ARNm sont exprimés dans différentes structures du cerveau. Compte tenu du nombre de sous-unités clonées et du nombre de combinaisons possibles pour former un récepteur fonctionnel, nos résultats suggèrent fortement l'existence de plusieurs récepteurs nicotiniques différents chez l'abeille. D'autre part, l'analyse du génome de l'abeille suggère l'existence d'au moins une dizaine de gènes codant pour des sous-unités des récepteurs nicotiniques neuronaux. A partir de la caractérisation moléculaire des sous-unités, nous avons développé la technique d'oligonucléotides antisens. Des oligonucléotides antisens spécifiques des sous-unités Apisa2 ou Apisa3 ont été injectés in vivo chez des abeilles au cours d'un conditionnement olfactif du réflexe d'extension du proboscis. Les résultats préliminaires obtenus montrent que l'inhibition de l'expression des sous-unités Apisa2 et Apisa3 induit une perturbation des performances en rappel à 24 heures et 48 heures respectivement. Ces résultats préliminaires montrent l'intérêt de cette technique pour étudier le rôle des récepteurs nicotiniques dans les phénomènes mnésiques.

We have cloned five neuronal nicotinic acetylcholine receptor subunits from the honeybee brain Apis mellifera. According to theirs homologies with neuronal nicotinic acetylcholine receptor a-subunits of Homo sapiens, we have named these subunits: Apisa2, Apisa3, Apisa4, Apisa7-1 and Apisa7-2. Comparison of these subunits with all cloned nicotinic acetylcholine receptor subunits show that: (1) the nomenclature of insect nicotinic acetylcholine receptor subunits is not consistent with theirs homologies. (2) We could differentiate these subunits in different subfamilies according to theirs homologies. We have study by in situ hybridization, the expression patterns of these five subunits during the development. Our results show that the expression of at least four of these five subunits is regulated during the development. In the adult stage we found a strong labelling of the five mRNA in different brain structures. According to both the number of nicotinic acetylcholine subunits that we have cloned and the number of combination to form a functional receptor, our results suggest strongly that different nicotinic acetylcholine receptor subtypes exist in the honeybee. Moreover, analysis of honeybee genomic database suggest that at least ten genes encoding nicotinic acetylcholine receptor subunits exist. From the molecular characterization of these subunits, we have used antisense inhibition to block expression of Apisa2 or Apisa3 subunit, in honeybee during olfactory learning. Our preliminary results show that twenty four and forty eight hours after injection of antisense Apisa2 and Apisa3 respectively, honeybees show impairment of recall. These preliminary studies show that this method could be useful to study the involvement of nicotinic acetylcholine receptor in learning and memory process.