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Identification of the dynamic mechanisms regulating the targeting and clustering of sodium and potassium channels in neurons

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L'architecture neuronale dans la santé et la maladie

Des chercheurs européens ont étudié la structure des neurones dans des conditions normales et anormales. Leur travail s'est axé sur la localisation et la modification des canaux ioniques, qui sont vitaux à la transmission correcte du signal.

Santé

Les neurones sont un groupe varié de cellules responsables de la réception et de la transmission d'informations dans le cerveau. Les protéines transmembranaires, les canaux ioniques, lancent et maintiennent les signaux électriques, qui passent aux axones neuronaux. L'excitabilité axonale intrinsèque et le fonctionnement dépendent considérablement de l'expression et de la localisation de canaux ioniques de sodium (Nav) et de potassium voltage-dépendants (Kv), qui peuvent être situés dans le segment initial de l'axone (AIS) et les nœuds de Ranvier. Toute défaillance de localisation de ces canaux et de propagation du potentiel d'axones peut entraîner une pathologie neuronale. Ainsi, l'identification de mécanismes régulateurs de l'expression de canaux ioniques et de localisation est essentielle pour comprendre les phénotypes pathologiques. Dans ce contexte, les scientifiques du projet CHANNEL TARGETING, financé par l'UE, ont étudié les déterminants cellulaires et moléculaires gouvernant le ciblage et l'assemblage approprié de Nav et Kv1 dans les axones. Leurs résultats ont révélé que la phosphorylation dynamique par la caséine kinase (CK2) et les kinases dépendantes de la cycline (CDK), régule la localisation de Nav et Kv1 respectivement. Ils ont découvert que non seulement la phosphorylation induite par la CK2 participait au regroupement de Nav1 in vivo, mais que la localisation spécifique de CK2 dans le segment initial de l'axone dépendait également de l'expression de Nav1. Pour les canaux de Kv1, la CDK procédait à la phosphorylation inverse de leurs sous-unités auxiliaires (kvb2) influençant leur liaison à la protéine associée aux microtubules du nom d'EB1. Par conséquent, cela permet leur insertion de membrane axonale. Dans son ensemble, l'étude CHANNEL TARGETING a élargi les connaissances sur les mécanismes moléculaires régulant l'expression et le regroupement de canaux ioniques axonaux. Ces résultats soulignent comment ces régulations dynamiques peuvent jouer un rôle important dans le calibrage de l'excitabilité neuronale dans les conditions normales et pathologiques.

Mots‑clés

Neurone, canaux ioniques, axone, potentiel de membrane, sodium, potassium, AIS, nœuds de Ranvier, ankyrinG, kinase

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