Identification de complexes microARN/mARN fonctionnels dans le cerveau antérieur de souris: de la neurogenèse au comportement et à la pathologie – MicroRNAct

Les microARNs régulent activement le développement et le fonctionnement du cerveau. Ils contrôlent le destin, la prolifération, la migration et l’integration des cellules souche neurales, De plus, la stabilité et la plasticité synaptique sont également sous le contrôle d’intéractions entre microARNs et ARNm cibles.
L’analyse de l’expression et de la fonction des microARNs fait face à de nombreuses contraintes techniques. De plus, seuls 40% des microARNs exprimés dans la cellule sont integrés dans un complexe RISC, donc impliqués dans une intéraction d’inhibition génique, alors que les autres microARNs restent inactifs. Faire la distinction entre les microARNs actifs et inactifs constitue un défi majeur.
Ainsi, compte tenu d’une part du rôle avéré des microARNs dans le cerveau et d’autre part des obstacles techniques à leur étude, il est évident qu’il devient nécessaire de développer de nouvelles approches expérimentales. Il est également clair que la mise au point de ces approches innovantes requièrent l’établissement d’intéractions entre d’une part des spécialistes de la mécanistique et de la biochimie des microARNs et d’autre part des neurobiologistes.
Dans ce consortium, deux équipes de recherche marseillaise en neurobiologie s’unissent à l’équipe de recherche en biochimie afin ede mettre en application de nouveaux outils d’études des intéractions entre microARNs et ARNm cibles dans le cerveau.
Nous avons identifié et caractérisé un peptide issu de la protéine TNRC6B du complexe RISC, appellé T6B, capable de lier fortement et d’immuno-précipiter toutes les protéines Argonaute connues. Dans le cadre d’un travail collaboratif nous avons démontré que cette technique, nommée AGO-APP, permettait d’isoler physiquement les microARNs actifs liés aux protéines Argonaute à partir de tissus de cerveau. Dans ce projet nous allons utiliser cette nouvelle technique dans deux axes de recherche. D’abord nous allons isoler et analyser la fonction des microARNs dans une large variété de contextes, au cours de l’évolution biologique des cellules souche neurales jusqu’à leur implication dans le comportement animal. Deuxièmement, nous allons utiliser T6B pour étudier certains aspects du mécanisme d’action des microARNs, en particulier ceux concernant le transport des protéines Ago et du complexe RISC au sein de la cellule.
Concernant l’étude du rôle biologique des microARNs, nous allons poser les questions suivantes:
1. Comment les intéraction microARNs/ARNm contrôlent le destin des cellules souche neurales et leur différentiation ? A partir d’expériences d’électroporation in vivo et de nouveaux modèles de souris transgéniques exprimant T6B sous la dépendence de la recombinase CRE nous allons étudier ces aspects à la fois lors de la neurogenèse post-natale du bulbe olfactif et au cours de la neurogenèse embryonnaire des neuones corticaux.
2. Quels sont les microARNs actifs dans les synapses des neurones et quels sont leur fonction ? Nous avons imaginé des stratégies pour diriger spécifiquement T6B vers les synapses GABAergiques ou glutamatergiques. Nous comparerons les patrons d’expression des microARNs dans le compartiment synaptique et dans le cytosol.
3. Comment les microARNs influencent le comportement animal ? Nous allons utiliser T6B pour étudier les changements d’activité des microARNs liés à certains comportements donnés.
Au niveau des aspects mécanistiques, nous allons étudier:
1. Comment et à quel moment les complexes RISC se forment dans le neurone ? Est-ce que cela se passe obligatoirement dans le cytosol avec un transport ultérieur éventuel des complexes RISC le long de l’axone jusqu’à la synapse ou est ce que cet assemblage peut se faire directement dans les synapses?
2. A quel point les modifications post-traductionnelles des protéines Ago influencent leur activité ? Certaines données indiquent que la phosphorylation des protéines Ago impactent leur liaison aux ARNms. Dans ce projet nous clarifierons ce point.