La régulation transcriptionnelle de Neuroligine-1 par les facteurs de transcription de l’horloge

La molécule d’adhésion post-synaptique Neuroligine-1 (NLGN1) joue un rôle important dans la transmission glutamatergique et la plasticité synaptique. Localisée aux synapses excitatrices, elle régule le nombre de récepteurs glutamatergiques N-méthyl-D-aspartate (NMDA) fonctionnels, en plus d’avoir une implication dans la synaptogenèse et dans les processus d’éveil et de sommeil. Il a été montré que les facteurs de transcription CLOCK et BMAL1 se lient au promoteur du gène Nlgn1 dans le cortex cérébral chez la souris, ce qui suggère une possible régulation transcriptionnelle de leur part. Pour mon projet de maîtrise, nos objectifs consistent à vérifier si les protéines de l’horloge CLOCK et BMAL1, ainsi que leurs homologues NPAS2 et BMAL2, régulent la transcription de Nlgn1 via des essais luciférase in vitro; et à vérifier in vivo l’expression d’ARN messager et de protéine NLGN1 chez des souris Clock mutantes. Nos résultats in vitro révèlent une activation transcriptionnelle de Nlgn1 par l’hétérodimère CLOCK/BMAL1, ainsi que par des combinaisons avec leurs homologues NPAS2 et BMAL2. Cette activation observée est cependant réprimée lors de l’ajout de la kinase GSK3β. In vivo, les niveaux d’ARN messager des variants transcriptionnels de Nlgn1 avec ou sans insert A sont significativement diminués chez les souris Clock mutantes, alors que pour les variants avec ou sans insert B, le rythme d’expression d’ARN est inversé. Aucun changement des niveaux de protéine NLGN1 n’a été observé. Ces résultats nous permettent d’approfondir notre compréhension de la régulation de NLGN1 in vitro et au niveau de l’organisme. The post-synaptic adhesion molecule Neuroligin-1 (NLGN1) plays an important role in glutamatergic transmission and synaptic plasticity. Localized mainly at excitatory synapses, it regulates the number of functional N-methyl-D-aspartate (NMDA) glutamatergic receptors, in addition to being involved in synaptogenesis and in the regulation of wakefulness and sleep. It has been shown that the transcriptional factors CLOCK and BMAL1 bind to the promoter of Nlgn1 gene in the mouse cerebral cortex, suggesting a possible implication in its transcriptional regulation. For my master project, our objectives are to test if CLOCK and BMAL1, as well as their homologs NPAS2 and BMAL2, regulate the transcription of Nlgn1 via in vitro luciferase assays; and to verify in vivo the levels of Nlgn1 mRNA and NLGN1 protein in Clock mutant mice. Our in vitro results revealed a transcriptional activation of Nlgn1 by the CLOCK/BMAL1 heterodimer, as well as combinations with their homologs NPAS2 and BMAL2. This observed activation is however repressed when adding the GSK3β kinase. In vivo, levels of Nlgn1 mRNA transcript variants with or without insert A were significantly decreased in Clock mutant mice, whereas for variants with or without insert B, mRNA expression rhythm was inverted. No change in NLGN1 protein levels was observed. These results increase our understanding about NLGN1 regulation in vitro and at the organism level.

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