Institut Pasteur, Unit of Dynamic Neural Imaging, Paris Optical control of NMDA receptors with a diffusible photoswitch Nature Comm. (2015) 6:8076 DOI: 10.1038/ncomms9076
Laura Laprell*, Emilienne Repak*, Vilius Franckevicius, Felix Hartrampf, Jan Terhag, Michael Hollmann, Martin Sumser, Nelson Rebola, David A. DiGregorio and Dirk Trauner
*Co-premiers auteurs
Cv
Emilienne Repak, 28 ans, a effectué sa thèse sur la caractérisation d’un nouveau composé chimique photo-réversible, l’azobenze triazole glutamate (ATG), dans l’Unité de l’Imagerie Dynamique du Neurone à l'Institut Pasteur de Paris, sous la direction de David DiGregorio. Elle s'est spécialisée dans la microscopie, l’optique, et l’électrophysiologie. Avant de compléter sa thèse, elle a suivi des études d'’ingénierie biologique au Massachusetts Institute of Technologie (MIT) aux Etats-Unis. Elle a ensuite rejoint l’équipe du professeur Keisuke Yonehara, au Danemark, où elle étudie le développement des circuits neuronaux asymétriques dans la rétine, dans le contexte de la maladie de nystagme infantile. Cette publication utilise l'ATG pour montrer, pour la première fois, le contrôle temporel de l’activation et de la désactivation des récepteurs neuronaux du type NMDA. L'ATG est le premier composé sélectif des récepteurs NMDA et peut être activé ou désactivé par des lumières de longueur d’onde différente. L’ATG marque un avancement important dans le développement des composés chimiques photo-réversibles pour les applications neurologiques.
Contact
Yonehara lab
DANDRITE- Danish Research Institute of Translational Neuroscience
Nordic EMBL Partnership for Molecular Medicine
Aarhus University
Ole Worms Alle 3, Building 1171
8000 Aarhus C, Denmark
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Résumé de l'article
N-methyl-D-aspartate receptors (NMDARs) play a central role in synaptic plasticity, learning and memory, and are implicated in various neuronal disorders. We synthesized a diffusible photochromic glutamate analogue, azobenzene-triazole-glutamate (ATG), which is specific for NMDARs and functions as a photoswitchable agonist. ATG is inactive in its dark-adapted trans-isoform, but can be converted into its active cis-isoform using one-photon (near UV) or two-photon (740 nm) excitation. Irradiation with violet light photo-inactivates ATG within milliseconds, allowing agonist removal on the timescale of NMDAR deactivation. ATG is compatible with Ca(2+) imaging and can be used to optically mimic synaptic coincidence detection protocols. Thus, ATG can be used like traditional caged glutamate compounds, but with the added advantages of NMDAR specificity, low antagonism of GABAR-mediated currents, and precise temporal control of agonist delivery.