Régulation de l’assemblage et de l’activité des canaux potassiques de type K2P
Institution:
Université Côte d'AzurDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Of the various potassium channel families, the two-pore domain potassium channel family, K2P, is the latest to be discovered at IPMC. These channels are responsible for the so-called "background" currents which maintains negative membrane potential thus reducing cell excitability. Many physiological functions depend on these channels (transmission of nervous messages, cardiac function, renal homeostasis, development, etc.). They have been implicated in several physiopathological conditions (depression, pain, migraine, etc.) and therefore they represent important pharmacological targets in therapeutic research.The K2P channel family consists of 15 different subunits classified into 6 groups based on their sequence homology and some of their biophysical and pharmacological properties. Homomeric K2P channels are dimers composed of two identical subunits. In addition to the 15 homomeric K2P channels (TREK1, TREK2, TRAAK, THIK1, THIK2, TWIK1, TWIK2, TWIK3, TALK1, TALK2, TASK2, TASK1, TASK2, TASK5, TRESK) heteromeric channels, formed of two different subunits, have recently been reported (THIK1/THIK2, TREK1/TREK2…). Then heteromerization allows new regulations and widen the spectrum of possible therapeutic targets. For basic research, it opens new possibilities for studying these channels.During my thesis, I was interested in the heteromerization properties of the TALK1, TALK2 and TASK2 subunits which compose the TALK channels group. By using in situ “proximity ligation assay” (PLA) and dominant negative constructs of TALK channels, I was able to demonstrate heteromerization in this subfamily (TALK1/TALK2, TALK1/TASK2 and TALK2/TASK2). Construction of tandems and chimeras of these channels allowed us to study the cellular distribution and the biophysical and pharmacological properties of the TALK-containing heteromers in mammalian cells and in xenopus oocytes. Interestingly, heteromeric TALK channels exhibit different properties than homomeric channels of the same group. These “new channels” provide greater functional diversity and therefore further possibilities for the regulation of the physiological functions influenced by these channels.
Abstract FR:
Parmi les différentes familles de canaux potassiques, la famille des canaux à deux domaines pore, K2P, est la dernière à avoir été découverte à l’IPMC. Ces canaux sont responsables des courants dits « de fond » qui maintiennent le potentiel membranaire négatif réduisant ainsi l’excitabilité cellulaire. Les fonctions physiologiques qui dépendent de ces canaux sont nombreuses (transmission des messages nerveux, fonction cardiaque, homéostasie rénale, développement…). Ils ont été impliqués dans plusieurs conditions physiopathologiques (dépression, douleur, migraine…) et de ce fait, ils représentent des cibles pharmacologiques importantes en recherche thérapeutique.La famille des canaux K2P compte 15 sous-unités différentes classées dans 6 groupes en fonction de leur homologie de séquences et de quelques-unes de leurs propriétés biophysique et pharmacologique. Les canaux K2P homomériques se présentent sous la forme de dimères composés de deux sous-unités identiques. En plus des 15 canaux K2P homomériques (TREK1, TREK2, TRAAK, THIK1, THIK2, TWIK1, TWIK2, TWIK3, TALK1, TALK2, TASK2, TASK1, TASK2, TASK5, TRESK) des canaux hétéromériques, formés de deux sous-unités différentes, ont récemment été rapportés (THIK1/THIK2 ; TREK1/TREK2…). Ces possibilités d’hétéromérisation permettent de nouvelles régulations des fonctions physiologiques et élargissent le spectre des cibles thérapeutiques possibles. Pour la recherche fondamentale ils ouvrent de nouvelles possibilités d’étude de ces canaux.Durant mes travaux de thèse, je me suis intéressée aux propriétés d’hétéromérisation des sous-unités TALK1, TALK2 et TASK2 qui composent le groupe des canaux de type TALK. Grâce à l’utilisation des techniques de « ligation de proximité » in situ (PLA) et de dominant négatifs des canaux TALK, j’ai pu mettre en évidence les capacités d’hétéromérisation dans cette sous-famille (TALK1/TALK2 ; TALK1/TASK2 et TALK2/TASK2). Des interactions entre les canaux TALK et d’autres sous-unités des canaux K2P ont également été trouvées qui devront être confirmées et approfondies (TALK1/THIK2). La construction de tandem et de chimères de ces canaux m’a aussi permis d’étudier la distribution cellulaire et les propriétés biophysiques et pharmacologiques des hétéromères dans les cellules de mammifères et dans les ovocytes de xénopes. De manière intéressante, les canaux TALK hétéromériques présentent des propriétés différentes des canaux homomériques du même groupe. Ces « nouveaux canaux » apportent une plus grande diversité fonctionnelle et donc des possibilités de régulation différentes des fonctions physiologiques influencées par ces canaux.