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Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (31/05/2010), Antoine Triller (Dir.)
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DYNAMIQUE DE L'ASSEMBLAGE MOLÉCULAIRE SYNAPTIQUE : ÉTUDE DE LA DIFFUSION LATÉRALE DE LA SYNTAXIN 1A
Claire Ribrault1

La synapse est un assemblage macromoléculaire dynamique : les protéines synaptiques sont constamment et rapidement échangées par un mouvement diffusif entre l'assemblage synaptique et la région extrasynaptique, alors que l'assemblage reste stable. Par ailleurs, dans le compartiment présynaptique, les cycles d'endo- et d'exocytose des vésicules synaptiques imposent une réorgani- sation dynamique de la membrane plasmique. La syntaxin1A est une protéine membranaire impliquée dans l'exocytose. Quelles sont les caractéristiques de la diffusion latérale de la syntaxin et ses implications pour la transmission sy- naptique ? Nous avons étudié la diffusion latérale de la syntaxin à l'échelle de la popu- lation (méthode de retour de fluorescence après photoblanchiment, FRAP) et à l'échelle de la molécule individuelle (suivi de particule unique, SPT). Nous avons montré que la syntaxin diffuse rapidement dans la membrane plasmique et présente des périodes d'immobilisation transitoire, qui reflètent des inter- actions moléculaires impliquées dans la formation du complexe exocytotique. Enfin, nous avons construit un modèle computationnel qui réconcilie les des- criptions de la diffusion latérale de la syntaxin à l'échelle de la population et de la molécule individuelle. Ce modèle a permis de caractériser les cinétiques des interactions entre la syntaxin et ses partenaires, qui conduisent à sa stabilisa- tion à la synapse.
1:  Institut de biologie de l'école normale supérieure
syntaxin – diffusion latérale – synapse – neurones – suivi de particule unique (SPT) – retour de fluorescence après photoblanchiment (FRAP) – complexe exocytotique – SNARE

Dynamics of the synaptic molecular assembly : study of syntaxin1A lateral diffusion
The synapse is a dynamic molecular assembly : synaptic proteins are rapidly exchanged by diffusion between the synaptic assembly and the extrasynaptic region, while the assembly remains stable. In addition, in the presynaptic com- partment, cycles of endo- and exocytosis of synaptic vesicles impose a dynamic remodeling of the plasma membrane. Syntaxin 1A is a presynaptic membrane protein involved in exocytosis. What are the characteristics of the lateral diffu- sion of syntaxin and its implications for synaptic transmission ? We have characterized the lateral diffusion both at the population level (by fluorescence recovery after photobleaching, FRAP) and the molecular level (by single particle tracking, SPT). We have shown that syntaxin rapidly diffuses wi- thin the plasma membrane and exhibits periods of transient immobilisation, which reflect molecular interactions related to the formation of the exocytotic complex. Finally, we have built a computational model which reconciles the descriptions of the lateral diffusion of syntaxin at the population and molecu- lar levels. This model allowed to characterize the kinetics of the interactions between syntaxin and its partners that lead to its stabilisation at the synapse.
syntaxin – lateral diffusion – synapse – neurons – single particle tra- cking (SPT) – fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) – exocytotic com- plex – SNARE