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Rôle du cuivre et du zinc dans la formation des synapses

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Grâce à une résolution spatiale sans précédent (30 nm) atteinte sur la ligne de nano-imagerie ID16A à l’ESRF nous avons décrit pour la première fois la distribution des métaux biologiques à l’échelle de la synapse, dans les épines dendritiques de neurones glutamatergiques en culture. Les résultats indiquent un rôle nouveau du cuivre et du zinc dans la plasticité neuronale (Perrin et al ., 2017). Nous avons ainsi révélé le caractère essentiel de ces métaux biologiques pour la stabilité du cytosquelette de F-actine et des microtubules dans les dendrites et des épines dendritiques.

Figure. Nano-imagerie chimique d’une épine dendritique d’un neurone glutamatergique obtenue sur la ligne ID16A de l’ESRF. Les éléments Zn, P, S, K et Ca présentent une distribution similaire, ils occupent l’ensemble de la post-synapse, avec une forte concentration du Zn dans la densité post-synaptique. Le Cu est présent uniquement dans le cou de l’épine dendritique. Ces distributions suggèrent un rôle fondamental du Cu et du Zn dans la plasticité neuronale et l’architecture post-synaptique par interaction de ces éléments avec les protéines du cytosquelette et de la densité post-synaptique.

Collaborations

Equipe Dynamique de l’organisation et des fonctions synaptiques, Institut Interdisciplinaire de Neurosciences, CNRS, Université de Bordeaux.

ID16A Nano-imaging beamline, ESRF (The European Synchrotron), Grenoble.

Publications

Zinc and copper effects on stability of tubulin and actin networks in dendrites and spines of hippocampal neurons

Perrin L., Roudeau S., Carmona A., Domart F., Petersen J.D., Bohic S., Yang Y., Cloetens P., Ortega R. (2017), ACS Chemical Neuroscience, 8, 1490-1499. [pubmed] [link]