Papel de la proteína efectora Rab11-FIP2 en el transporte de receptores durante plasticidad sináptica
Author
Royo Cantabrana, MaríaAdvisor
Esteban García, José AntonioEntity
UAM. Departamento de Biología Molecular; Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM)Date
2014-01-15Subjects
Sinapsis - Tesis doctorales; Receptores neurotransmisores - Tesis doctorales; Biología y Biomedicina / BiologíaNote
Tesis doctoral inédita. Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 15-01-2014Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
Long Term Potentiation (LTP) is a well-known form of synaptic plasticity that relies on the
capacity to regulate the insertion of AMPA-type glutamate receptors (AMPARs) into the
postsynaptic membrane, in response to neuronal activity. This highly regulated process of
intracellular membrane trafficking is controlled by the small GTPase Rab11, and the motor
protein MyosinV along the actin cytoeskeleton present in the spine. One member of the Rab11-
family interacting proteins (FIPs), FIP2, was proposed to participate in this process by its
association to recycling endosomes after activation of MyosinV upon LTP induction.
We used a combination of different approaches such as molecular biology, biochemistry,
electrophysiology, and fluorescence imaging, in order to elucidate the mechanism by which FIP2
participates in this process. Surprisingly, using shRNA and protein overexpression, we found that
FIP2 does not participate in AMPAR synaptic delivery during LTP; instead, FIP2 traps AMPARs in
extrasynaptic compartments different from recycling endosomes, in a Rab11 independent way.
This retention is mediated by an interaction between FIP2 and GluA1 under basal conditions,
and this complex dissociates after LTP induction. Moreover, we found that removal of
endogenous FIP2 dramatically decreases AMPAR-mediated synaptic responses during basal
transmission. This result indicates that FIP2 regulates the constitutive recycling of AMPARs at
synapses. We propose a model in which FIP2 is part of a retention-release mechanism that
controls AMPAR synaptic delivery during regulated transport, and it plays a dual role acting as a
positive regulator of constitutive transport of AMPARs during basal transmission.
Interestingly we demonstrate that FIP2 is endogenously phosphorylated in hippocampal slices,
and this phosphorylation is a potential regulatory mechanism implicated in the establishment of
different functions of FIP2. La inserción de los receptores de glutamato de tipo AMPA, en la membrana post-sináptica de las
neuronas en respuesta a cambios en la actividad neuronal, constituye un mecanismo
fundamental de plasticidad sináptica, conocido como potenciación a largo plazo (LTP). Se trata
de un proceso altamente regulado de tráfico intracelular y está controlado por la proteína
GTPasa de la famila Rab, Rab11, y por la proteína motora MiosinaV; y tiene lugar a través del
citoesqueleto de actina presente en las espinas dendríticas. Uno de los miembros de la familia
de proteínas de unión a Rab11 (familia FIP), FIP2, ha sido propuesto como candidato a participar
en estos procesos, debido a su asociación con los endosomas de reciclaje tras la activación de
MiosinaV durante procesos de LTP.
En este trabajo, hemos empleado una combinación de herramientas de biología molecular,
bioquímica, electrofisiología y microscopía de fluorescencia, para evaluar la función de FIP2 en
estos procesos. La sobrexpresión de proteínas recombinantes y el uso de shRNAs nos han
permitido demostrar que FIP2 no participa en la inserción en membrana de receptores AMPA
durante LTP. Por el contrario, hemos encontrado que FIP2 retiene los receptores en
compartimentos extra-sinápticos diferentes de los endosomas de reciclaje, de manera
independiente de su interacción con Rab11. Esta retención esta mediada por una interacción
entre FIP2 y la subunidad GluA1 de los receptores AMPA en condiciones basales y dicho
complejo se disocia tras la inducción de LTP. Además hemos encontrado que la eliminación de
FIP2 endógeno reduce drásticamente las respuestas mediadas por receptores AMPA durante
transmisión sináptica basal. Este resultado indica que FIP2 regula además, el reciclaje
constitutivo de los receptores. Basándonos en estos datos proponemos un modelo en el que
FIP2 forma parte de un mecanismo de retención-liberación, siendo un regulador negativo para
la inserción de los receptores durante el transporte regulado por LTP, y con una doble función
como regulador positivo del tráfico constitutivo de receptores AMPA durante transmisión basal.
Además, nuestros datos nos han permitido demostrar que FIP2 es fosforilado de manera
endógena en cultivos organotípicos de hipocampo, y esta fosforilación es un mecanismo
regulador potencialmente implicado en el establecimiento de las distintas funciones de FIP2 en
neuronas.
Files in this item
Google Scholar:Royo Cantabrana, María
This item appears in the following Collection(s)
Related items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
El papel del sistema BDNF-TrkB en la plasticidad sináptica independiente de receptores de tipo NMDA inducida por xantinas
Ballesteros Carrasco, José Javier
2015-09-17 -
Plasticidad sináptica en el hipocampo regulada por factores endocrinos. Papel de la prolactina
Zamora Moratalla, Alfonsa
2017-09-08 -
Papel de los receptores de Kainato en la regulación de la transmisión sináptica gabaérgica
Rodríguez Moreno, Antonio
2000-09-20