Maturation morpho-fonctionnelle de la synapse fibre moussue/cellule pyramidale de CA3 dans l’hippocampe

The formation of synapses follows different steps including synaptogenesis and maturation. Thesedifferent steps depend on coordinated pre- and post-synaptic assembly. Pre-synaptic proteins andionotropic glutamate receptors play a central role in these processes. During my thesis, I have beeninterested in the implication of the presynaptic protein Bassoon in the maturation of the hippocampalmossy fiber to CA3 pyramidal cell glutamatergic synapses. This synapse constitutes an attractivemodel for the study of synaptic maturation because it follows several steps of defined morphologicaland functional maturation. Bassoon in one of the first protein present at newly formed synapticcontacts. By electrophysiological approaches, we showed that Bassoon is important for theorganization of the active zone during the first two postnatal weeks.Kainate receptors play an important role in the regulation of network activity during postnataldevelopment. However, the impact of kainate receptors activation on synaptic maturation is less known.I showed a delay in functional maturation of mossy fiber synapses in mice deficient for the GluK2subunit of kainate receptors (GluK2-/-). To know if this delay is correlated to morphological alterations ofthis synapse, we setup in vivo lentiviral infections of membrane fluorescent protein (YFP) in mousepups (P1-P2). Using confocal microscopy and 3D reconstruction, we described the morphologicalmaturation of mossy fiber synapses. We were able to correlate functional and morphological maturationand our results also showed an impairment in the formation of mossy fiber synapses in GluK2-/-.Together, these data reveal the importance of synaptic activity and of the coordination of pre- and postsynaptic assembly during synaptic maturation.Les synapses se forment selon plusieurs étapes comprenant la stabilisation des contacts nouvellementformés et leur maturation. Ces différentes étapes dépendent d’une mise en place coordonnée entre laterminaison pré- et postsynaptique. Les protéines composant la présynapse et les récepteursionotropiques du glutamate ont des rôles clés dans ces processus. Lors de ma thèse, je me suisintéressé à l’implication de la protéine présynaptique Bassoon lors de la maturation des synapsesglutamatergiques entre les fibres moussues et les cellules pyramidales de CA3 dans l’hippocampe.Cette synapse constitue un modèle attractif pour l’étude de la maturation synaptique car elle suit desétapes de maturation morphologique et fonctionnelle bien définies. Bassoon est une des premièresprotéines se mettant en place au niveau des contacts synaptiques nouvellement formés. Par desapproches électrophysiologiques, nous avons montré que la protéine Bassoon était importante pourl’organisation du site de libération de neurotransmetteur durant les deux premières semaines de viepost-natale chez la souris.Les récepteurs kaïnate jouent un rôle important dans la régulation de l’activité de réseau au cours dudéveloppement post-natal. Cependant l’impact de l’activation de ces récepteurs sur la maturationsynaptique est peu connu. J’ai pu mettre en évidence un délai dans la maturation fonctionnelle de lasynapse fibre moussue/cellule pyramidale de CA3 chez les souris déficientes pour la sous-unité GluK2des récepteurs kaïnate (GluK2-/-). Afin de comprendre si ce délai de maturation fonctionnelle est corréléà un retard dans la maturation morphologique de cette synapse, nous avons mis en place desinfections de lentivirus codant pour une protéine membranaire fluorescente (YFP) chez le souriceaunouveau-né (P1-P2). A l’aide de microscopie confocale et de reconstruction en 3D, nous avons ainsi pudécrire la maturation morphologique de la synapse fibre moussue/cellule pyramidale de CA3. Cela m’aégalement permis de corréler la maturation fonctionnelle à la maturation morphologique et mesrésultats montrent également un retard dans la mise en place des synapses chez les souris GluK2-/-.L’ensemble de cette étude révèle l’importance de l’activité synaptique et de la coordination entre miseen place de la pré- et de la postsynapse au cours de la maturation synaptique