Thèse Biogenèse Atypique des Glycoprotéines dans les Dendrites Neuronaux H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris Cité École doctorale : Cerveau, cognition, comportement Laboratoire de recherche : Institut de Psychiatrie et Neurosciences de Paris Direction de la thèse : Cyril HANUS ORCID 0000000240126092 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59 Comme la majorité des protéines de la surface neuronale, les récepteurs aux neurotransmetteurs sont modifiés au cours de leur biogenèse par liaison covalence de sucres complexes lors de la N-glycosylation (1). Les N-glycans ont un impact majeur sur la structure des protéines membranaires et régulent leur fonction (1,2). Bien que ce processus soit particulièrement marqué dans le cerveau et soit altéré dans de nombreuses neuropathologies humaines (3,4), la N-glycosylation des protéines neuronales a été très peu étudiée.

Comme montré par nous et d'autres groupes (5-8), la majorité des N-glycans trouvés dans le cerveau et à la surface neuronale sont des core-glycans, i.e. des N-glycans qui identifient normalement les protéines membranaires immatures intracellulaires dans les cellules non- neuronales. Nos travaux récents (données non publiées) montrent que ces N-glycans atypiques régulent l'adressage aux synapses et la durée de vie des récepteurs au glutamate exprimés à la surface neuronale. Ces N-glycans leurs confèrent des propriétés électrophysiologiques spécifiques et influencent ainsi la plasticité synaptique. Les mécanismes cellulaires qui déterminent l'acquisition de ce type de N-glycosylation ne sont pas connus.

La voie canonique de la N-glycosylation a été caractérisée dans des lignées de cellules non polarisées. Dans ces cellules, les enzymes qui assurent la maturation séquentielle des core-glycans sont toutes localisées dans l'appareil de Golgi. Les core-glycans sont ainsi maturés en N-glycans « Golgiens » et envoyés ensuite à la surface cellulaire.

Des données préliminaires nouvellement acquises au laboratoire indiquent que dans les neurones, et contrairement à ce modèle, les enzymes qui assurent la synthèse des core-glycans trouvés à la surface neuronale (i.e. MAN1A1) sont localisées dans le soma mais aussi dans les dendrites. De façon différente, les enzymes qui assurent la maturation de ces core-glycans (i.e. MGAT1 et MAN2) sont localisées exclusivement dans le soma. Ces données indiquent donc que la voie de N-glycosylation neuronale est organisée selon des principes spécifiques aux neurones, permettant l'acquisition de core-glycans par les nombreuses protéines membranaires synthétisées dans les dendrites et qui accèdent à la surface neuronale en contournant l'appareil de Golgi localisé dans le corps cellulaire (5,6).

Le but du projet de Thèse que nous proposons ici est de confirmer ces résultats et de déterminer les mécanismes moléculaires qui contrôlent la distribution de ces enzymes de la N-glycosylation dans les neurones. Le projet aura trois objectifs spécifiques :

1) Identifier les compartiments membranaires où sont localisées ces enzymes.

2) Déterminer le rôle de l'activité neuronale dans la régulation de la distribution et de l'activité de ces enzymes.

3) Déterminer l'influence de ces processus sur la N-glycosylation des protéines de la surface neuronale et plus particulièrement les récepteurs AMPA et les récepteurs GABAA où les core-glycans sont particulièrement abondants.
La synthèse locale de protéines, en particulier les récepteurs aux neurotransmetteurs, permet de fonctionnaliser des synapses spécifiques, souvent localisées loin du corps cellulaire.

Nos travaux précédents montrent que les neurones pyramidaux du cortex et de l'hippocampe utilisent plusieurs voies de sécrétion pour la biogenèse de leur protéines membranaires de surface (5,6) : une voie dite classique au niveau du corps cellulaire où l'ensemble des compartiments de la voie de sécrétion sont présents, à savoir le réticulum endoplasmique (RE), l'appareil de Golgi et le compartiment intermédiaire RE-Golgi (CIREG) ; une voie non conventionnelle au niveau des dendrites où le RE et le CIREG sont présents mais pas les membranes Golgiennes (du moins en l'absence de sur-expression de protéines membranaires). Une fraction importante des protéines membranaires des neurones utilise cette voie locale et contourne l'appareil de Golgi du corps cellulaire.

Cette voie locale de sécrétion non-conventionnelle permet la rétention par les protéines de surface de profils de N-glycosylation atypiques qui n'ont pas été maturés au niveau de l'appareil de Golgi. Les récepteurs AMPA au glutamate sont particulièrement intéressants à cet égard puisqu'ils co-existent sous deux glyoformes principales à la surface neuronale : une population montrant des profils de N-glycosylation « Golgiens » typiques des protéines membranaires matures, et une population exclusivement core-glycosylée, montrant donc des N-glycans atypiques.

Nos travaux récents (collaboration avec le groupe de Rebecca Piskorowski ; données non publiées) montrent que ces core-glycans accélèrent le renouvellement des récepteurs AMPA au glutamate, régulent leur adressage aux synapses et ralentissent leur désensitisation, montrant ainsi que les différentes glycoformes des récepteurs AMPA (ou du moins les complexes qu'ils forment avec leurs protéines auxiliaires) ont des propriétés spécifiques.

Le projet de Thèse proposé ici a pour but de caractériser les mécanismes moléculaires et cellulaires qui sous-tendent cette N- glycosylation atypique. 1) Identifier les compartiments endomembranaires où sont localisées les enzymes de la N-glycosylation qui contrôlent la synthèse des core-glycans présents à la surface neuronale.

2) Déterminer le rôle de l'activité neuronale dans la régulation de la distribution et de l'activité de ces enzymes.

3) Déterminer l'influence de ces processus sur la N-glycosylation des protéines de la surface neuronale et plus particulièrement les récepteurs AMPA et les récepteurs GABAA où les core-glycans sont particulièrement abondants. Imagerie subcellulaire en temps réel Imagerie de fluorescence en super-résolution Microscopie électronique
Spectrométrie de masse
Culture de neurones humains

/