La suppression conditionnelle de toutes les neurexines définit la diversité des fonctions essentielles de l'organisateur synaptique pour les neuroéxines

Aperçu: G.M.

Les neurexines sont reconnues comme des organisateurs clés de synapses indispensables au fonctionnement normal du cerveau. Cependant, il n'est pas clair si les neurexines sont des blocs de construction fondamentaux de toutes les synapses avec des fonctions générales similaires ou des spécificateurs dépendants du contexte des propriétés synaptiques. Pour répondre à cette question, les chercheurs ont produit des souris triple cKO (knock-out conditionnel) qui permettent d'éradiquer toute expression de la neurexine chez la souris. 

Après les suppressions de pan-neurexines, les chercheurs avons observé dans ces synapses des phénotypes synaptiques sévères mais radicalement différents, allant des déficiences majeures de leur distribution et de leur fonction à de fortes diminutions des synapses et des altérations sévères en action dans les transitoires présynaptiques du Ca2 + induits par le potentiel (synapses positives à la somatostatine). Ainsi, les neurexines fonctionnent principalement comme prédicteurs dépendants du contexte des synapses.

Neuron. 2017 May 3;94(3):611-625.e4. doi: 10.1016/j.neuron.2017.04.011.

Conditional Deletion of All Neurexins Defines Diversity of Essential Synaptic Organizer Functions for Neurexins

Chen LY¹, Jiang M¹, Zhang B¹, Gokce O¹, Südhof TC².

Author information

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Department of Molecular and Cellular Physiology and Howard Hughes Medical Institute, Stanford University Medical School, 265 Campus Drive, Stanford, CA 94305, USA.

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Department of Molecular and Cellular Physiology and Howard Hughes Medical Institute, Stanford University Medical School, 265 Campus Drive, Stanford, CA 94305, USA. Electronic address: tcs1@stanford.edu

Abstract

Neurexins are recognized as key organizers of synapses that are essential for normal brain function. However, it is unclear whether neurexins are fundamental building blocks of all synapses with similar overall functions or context-dependent specifiers of synapse properties. To address this question, we produced triple cKO (conditional knockout) mice that allow ablating all neurexin expression in mice. Using neuron-specific manipulations combined with immunocytochemistry, paired recordings, and two-photon Ca²⁺ imaging, we analyzed excitatory synapses formed by climbing fibers on Purkinje cells in cerebellum and inhibitory synapses formed by parvalbumin- or somatostatin-positive interneurons on pyramidal layer 5 neurons in the medial prefrontal cortex. After pan-neurexin deletions, we observed in these synapses severe but dramatically different synaptic phenotypes that ranged from major impairments in their distribution and function (climbing-fiber synapses) to large decreases in synapse numbers (parvalbumin-positive synapses) and severe alterations in action potential-induced presynaptic Ca²⁺ transients (somatostatin-positive synapses). Thus, neurexins function primarily as context-dependent specifiers of synapses.


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PMID: 28472659

DOI: 10.1016/j.neuron.2017.04.011