Neurophysiologie : synapse
Vésicules synaptiques : cycle vésiculaire
Recyclage vésiculaire : 6. Endocytose
CME et KAR

1. Lors de stimulation légère, on peut différencier trois modes d'endocytose :

• le modèle KAR ou kiss-and-run par la fermeture rapide des pores par fusion,

Le kiss-and-run n'est pas considéré par certains comme un mode particulier d'endocytose, car ce processus semble survenir dans plusieurs modes d'endocytose.

• l'endocytose clathrine-dépendante (CME ou clathrin-mediated endocytosis),
• l'endocytose ultrarapide (UFE).

2. Lors d'une stimulation intense, i.e. dépassant la capacité des trois mécanismes endocytaires décrits ci-dessus, l'endocytose de masse dépendante de l'activité (ADBE ou activity-dependent bulk endocytosis) possède la capacité de recapture nécessaire.

Endocytose clathrine-dépendante (CME)

1. L'endocytose clathrine-dépendante (CME ou clathrin-mediated endocytosis) est relativement lente, i.e. 10-30 s et nécessite un grand nombre de molécules ( tableau).

Les études sur Caenorhabditis elegans, la drosophile, le calmar, la lamproie et les rongeurs (Revisiting the Role of Clathrin-Mediated Endoytosis in Synaptic Vesicle Recycling 2018) ont conduit à l’idée que la CME était prédominante dans ces synapses (Acute manipulations of clathrin-mediated endocytosis at presynaptic nerve terminals 2018).

Le rôle de la CME dans le recyclage des VS de la membrane plasmique et la récupération des cargos de VS a été remis en question, car l'endocytose peut quand même se produire, par exemple, après :

• l'inactivation de la chaîne lourde de la clathrine ou de son adaptateur AP-2 (Clathrin/AP-2 Mediate Synaptic Vesicle Reformation from Endosome-like Vacuoles but Are Not Essential for Membrane Retrieval at Central Synapses 2014),
• une inhibition pharmacologique (Fast, temperature-sensitive and clathrin-independent endocytosis at central synapses 2017),
• une utilisation de mutants de la chaîne lourde de clathrine sensibles à la température (Endophilin A and B Join Forces With Clathrin to Mediate Synaptic Vesicle Recycling in Caenorhabditis elegans 2018).

Cependant, dans tous les cas, la clathrine est nécessaire pendant le cycle des VS :

• soit à la membrane plasmique, comme dans la CME,
• soit pour la régénération des VS à partir d'endosomes intracellulaires ( UFE et ADBE)

CME versus kiss-and-run

Le kis-and-run (KAR) est plus rapide (1-2 s) et ne nécessite pas de protéines associées à la clathrine.

Le kiss-and-run est le processus de " fermeture des pores de fusion de toute taille susceptible de limiter ou de promouvoir la libération du contenu " et peut former des vésicules de différentes tailles.

1. Le bourgeonnement médié par la clathrine fournit un mécanisme permettant de générer une vésicule enrichie avec un cargo spécifique.

La nécessité d'un mécanisme long de tri moléculaire pour sélectionner le cargo pourrait être contournée si les vésicules ne s'effondraient pas complètement dans la membrane plasmique après l'effondrement complet, i.e. collapse fusion, conservant ainsi leur identité, ce qui est le cas du KAR.

2. On pense maintenant que la formation de vésicules endocytaires résulte principalement non pas d'une transformation de membrane plate en vésicule ronde, mais d'une fermeture déclenchée par le calcium et médiée par la dynamine (transitions du profil de la vésicule d'endocytose et traction et constriction).

• des profils Ω formés avant la dépolarisation,
• des pores de fusion, i.e. kiss-and-run.

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