Migration neuronale et AMPc : quand le cil primaire bat la mesure !
Dans cet article publié dans la revue Science Advances, les scientifiques révèlent un mécanisme entièrement nouveau de régulation de la migration neuronale. Par imagerie de biosenseur sur tranches de cerveau de souris, ils montrent que le cil primaire régule la migration par production périodique d’AMPc activant la Protéine Kinase A au centrosome. Ceci régule le rythme de la migration saltatoire par couplage entre centrosome et noyau. Ces résultats mettent donc en évidence un lien AMPc/PKA entre cil primaire et centrosome, essentiel pour les neurones en migration et qui pourrait exister dans d’autres cellules ciliées.
La migration neuronale est indispensable à la formation de circuits neuronaux fonctionnels. Des défauts de migration entrainent des malformations cérébrales graves et sont impliqués dans le développement de pathologies psychiatriques. Les neurones se déplacent par migration cyclique saltatoire, une forme de migration alternant des phases de pause et des phases de translocation nucléaire, associées à un mouvement stéréotypé du centrosome.
En combinant l’utilisation d’un biosenseur de l’AMPc et l’imagerie biphotonique sur tranches de cerveau de souris, les scientifiques révélent une zone riche en AMPc présente périodiquement au centrosome des neurones pendant la translocation nucléaire ce qui constitue un mécanisme de régulation de la rythmicité de cette migration via le second messager AMPc.
Le centrosome des neurones en migration assemble un cil primaire. Il s’agit d’un petit organite sensoriel, émergeant à la surface de la plupart des cellules eucaryotes. Il joue un rôle central dans le développement cérébral et dans la migration neuronale en particulier, sans que l’on connaisse les mécanismes cellulaires sous-jacents.
Les chercheurs montrent que le hotpost d’AMPc présent cycliquement au centrosome des neurones en migration est produit par le cil primaire. Par activation locale de la Protéine Kinase A au centrosome, il régule la dynamique du centrosome, son lien avec le noyau et le rythme saltatoire de la migration. Ce phénomène est observé aussi bien dans les neurones en migration du cerveau embryonnaire que postnatal et adulte.
Ces résultats mettent en évidence un mécanisme entièrement nouveau de régulation de la migration neuronale par un dialogue cyclique entre cil primaire et centrosome via l’AMPc. Il est tentant de supposer que cette signalisation AMPc/PKA du cil primaire vers le centrosome pourrait également être à l’œuvre dans d’autres types cellulaires ciliés.
Figure : A : Marquage immunohistochimique d’un jeune neurone migrant GFP positif (vert) révélant un cil primaire Arl13B positif (gris) relié au centrosome gamma-Tubulin positif (rouge). Barre d’échelle : 10 µm. B1 : neurone en migration transfecté avec un biosenseur AMPc. Une zone riche en AMPc apparaît en rouge (flèches) aux temps 3 et 6 minutes pendant la translocation nucléaire. B2 : schéma correspondant aux différentes étapes de migration du neurone filmé en B1. Un hotspot d’AMPc (point rouge) est visible au centrosome du neurone au moment de la translocation nucléaire (temps 3 et 6 minutes) et absent pendant les pauses (temps 1 et 8 minutes).N : noyau, CTR : centrosome. C : représentation schémastique du cil primaire et du centrosome d’un neurone en migration. Au moment de la translocation nucléaire, l’Adénylate Cyclase 3 du cil primaire produit de l’AMPc (rouge) qui active la Protéine Kinase A au niveau du centrosome et régule ainsi le rythme de la migration.
Neurone migrant transfecté avec un biosenseur AMPc révélant la présence d’un hotspot d’AMPc au centrosome au moment de la translocation nucléaire.
© Isabelle Caillé
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Pour en savoir plus :
Primary cilium-dependent cAMP/PKA signaling at the centrosome regulates neuronal migration
Stoufflet J, Chaulet M, Doulazmi M, Fouquet C, Dubacq C, Métin C, Schneider-Maunoury S, Trembleau A, Vincent P, Caillé I
Science Advances 2 Sep 2020. DOI: 10.1126/sciadv.aba3992
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