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The N-terminal domain of GluD2 (GluRdelta2) recruits presynaptic terminals and regulates synaptogenesis in the cerebellum in vivo.
Kakegawa, Wataru; Miyazaki, Taisuke; Kohda, Kazuhisa; Matsuda, Keiko; Emi, Kyoichi; Motohashi, Junko; Watanabe, Masahiko; Yuzaki, Michisuke.
Afiliação
  • Kakegawa W; Department of Physiology, Keio University School of Medicine, Tokyo 160-8582, Japan.
J Neurosci ; 29(18): 5738-48, 2009 May 06.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-19420242
ABSTRACT
The delta2 glutamate receptor (GluRdelta2; GluD2), which is predominantly expressed on postsynaptic sites at parallel fiber (PF)-Purkinje cell synapses in the cerebellum, plays two crucial roles in the cerebellum the formation of PF synapses and the regulation of long-term depression (LTD), a form of synaptic plasticity underlying motor learning. Although the induction of LTD and motor learning absolutely require signaling via the cytoplasmic C-terminal domain of GluD2, the mechanisms by which GluD2 regulates PF synaptogenesis have remained unclear. Here, we examined the role of the extracellular N-terminal domain (NTD) of GluD2 on PF synaptogenesis by injecting Sindbis virus carrying wild-type (GluD2(wt)) or mutant GluD2 into the subarachnoid supracerebellar space of GluD2-null mice. Remarkably, the expression of GluD2(wt), but not of a mutant GluD2 lacking the NTD (GluD2(DeltaNTD)), rapidly induced PF synapse formation and rescued gross motor dyscoordination in adult GluD2-null mice just 1 d after injection. In addition, although the kainate receptor GluR6 (GluK2) did not induce PF synaptogenesis, a chimeric GluK2 that contained the NTD of GluD2 (GluD2(NTD)-GluK2) did. Similarly, GluD2(wt) and GluD2(NTD)-GluK2, but not GluD2(DeltaNTD), induced synaptogenesis in heterologous cells in vitro. In contrast, LTD was restored in GluD2-null Purkinje cells expressing a mutant GluD2 lacking the NTD. These results indicate that the NTD of GluD2 is necessary and sufficient for the function of GluD2 in the regulation of PF-Purkinje cell synaptogenesis. Furthermore, our results suggest that GluD2 differently regulates PF synaptogenesis and cerebellar LTD through the extracellular NTD and the cytoplasmic C-terminal end, respectively.
Assuntos
Cerebelo/citologia; Terminações Pré-Sinápticas/fisiologia; Estrutura Terciária de Proteína/fisiologia; Receptores de Glutamato/química; Sinapses/metabolismo; Sequência de Aminoácidos/genética; Análise de Variância; Animais; Animais Recém-Nascidos; Linhagem Celular Transformada; Cerebelo/fisiologia; Modelos Animais de Doenças; Estimulação Elétrica/métodos; Potenciais Pós-Sinápticos Excitadores/efeitos dos fármacos; Potenciais Pós-Sinápticos Excitadores/genética; Expressão Gênica/genética; Técnicas de Transferência de Genes; Proteínas de Fluorescência Verde/genética; Humanos; Depressão Sináptica de Longo Prazo/genética; Camundongos; Camundongos Knockout; Microscopia Eletrônica de Transmissão; Modelos Moleculares; Atividade Motora/genética; Transtornos das Habilidades Motoras/genética; Transtornos das Habilidades Motoras/terapia; Mutação/genética; Fibras Nervosas/fisiologia; Plasticidade Neuronal; Técnicas de Patch-Clamp; Terminações Pré-Sinápticas/ultraestrutura; Estrutura Terciária de Proteína/genética; Transporte Proteico/genética; Células de Purkinje/citologia; Células de Purkinje/efeitos dos fármacos; Células de Purkinje/ultraestrutura; Receptores de Glutamato/deficiência; Receptores de Glutamato/genética; Recrutamento Neurofisiológico; Sindbis virus/fisiologia; Sinapses/efeitos dos fármacos; Sinapses/genética; Sinapses/ultraestrutura; Transfecção/métodos; Proteína Vesicular 1 de Transporte de Glutamato/metabolismo

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Sinapses / Cerebelo / Receptores de Glutamato / Estrutura Terciária de Proteína / Terminações Pré-Sinápticas Idioma: En Ano de publicação: 2009 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Sinapses / Cerebelo / Receptores de Glutamato / Estrutura Terciária de Proteína / Terminações Pré-Sinápticas Idioma: En Ano de publicação: 2009 Tipo de documento: Article