Identification and functional characterization of the neuronal protein VhaAC45L in Drosophila

par Amina Dulac

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Serge Birman.

Soutenue le 24-03-2021

à l'Université Paris sciences et lettres , dans le cadre de École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris) , en partenariat avec Laboratoire Plasticité du cerveau (Paris ; 2014-....) (laboratoire) , Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (établissement opérateur d'inscription) et de Ecole doctorale n° 158 Cerveau, Cognition, Comportement (laboratoire) .

Le président du jury était Iris Salecker.

Le jury était composé de Serge Birman, Iris Salecker, Brigitte Grima, Florence Besse, Bassem A. Hassan, Nicolas Vitale.

Les rapporteurs étaient Brigitte Grima, Florence Besse.

  • Titre traduit

    Identification et caractérisation fonctionnelle de la protéine neuronale VhaAC45L chez la drosophile


  • Résumé

    Les V-ATPases sont des complexes protéiques des cellules eucaryotes, hautement conservés, associés à la membrane de nombreux organites vésiculaires ou vacuolaires, dont la fonction est d’assurer un niveau approprié d'acidification. Si le mécanisme général du fonctionnement de cette pompe à protons a été bien étudié, on sait par contre relativement peu de choses sur les propriétés spécifiques de la V-ATPase neuronale. Dans les synapses, ce complexe est essentiel pour acidifier les vésicules synaptiques, permettant ainsi aux transporteurs des neurotransmetteurs de les remplir correctement. Notre équipe a identifié une nouvelle protéine essentielle pour la survie de drosophile, dont la séquence la classe dans la famille des protéines associées aux V-ATPases. Plusieurs bases de données suggèrent que cette protéine, que nous avons nommée Lome, puis VhaAC45L, serait exprimée spécifiquement dans le système nerveux. Nos travaux ont confirmé que Lome est spécifique du système nerveux, et ont en outre révélé que sa présence n'est nécessaire que dans les neurones. Sa localisation cellulaire a montré un enrichissement dans les zones synaptiques chez les mouches adultes et les larves. Nous avons donc concentré la suite de notre étude sur la fonction synaptique de Lome, en utilisant la jonction neuromusculaire de la larve comme modèle. En accord avec l’hypothèse d’un dysfonctionnement de la V-ATPase, les larves ayant un niveau de Lome réduit dans les motoneurones présentaient une augmentation anormale du pH interne des vésicules synaptiques, associée à une diminution de la taille quantique, qui est l'amplitude de la réponse postsynaptique à la libération d'une seule vésicule. En conclusion, nos résultats ont permis d’identifier Lome, alias VhaAC45-Like (VhaAC45L) en référence à son plus proche homologue VhaAC45, comme un régulateur spécifique de la V-ATPase neuronale.


  • Résumé

    The V-ATPases are highly conserved protein complexes of eukaryotic cells, associated with the membranes of many vesicular or vacuolar organelles, whose function is to ensure an appropriate level of acidification. While the general functioning mechanism of this proton pump has been well studied, in contrast relatively little is known about the specific properties of neuronal V-ATPase. In synapses, this complex is essential to acidify synaptic vesicles, thus allowing neurotransmitter transporters to properly fill them. Our team identified a novel protein essential for Drosophila survival, predicted from its sequence to belong to the family of V-ATPase-associated proteins. According to several databases, this protein, that we named Lome, and then VhaAC45L, appears to be expressed specifically in the nervous system. Our work confirmed that Lome is specific to the nervous system, and further revealed that its presence is only required in neurons. Its cellular localization showed an enrichment in synaptic areas in both adult flies and larvae. We have therefore focused the next part of our study on the synaptic function of Lome, using the larval neuromuscular junction as a model. Consistent with the hypothesis of a V-ATPase dysfunction, larvae with a decreased level of Lome in motoneurons presented an aberrant increase in the internal pH of synaptic vesicles, associated with a decrease in quantal size, which is the amplitude of the postsynaptic response to the release of a single vesicle. Overall, our results identified Lome, alias VhaAC45Like (VhaAC45L) in reference to its closest homolog VhaAC45, as a specific regulator of the neuronal V-ATPase.



Le texte intégral de cette thèse sera accessible librement à partir du 01-03-2023

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