par Darche, Romain 
Président du jury Dewachter, Laurence
Promoteur Pirson, Isabelle
Co-Promoteur Parmentier, Marc
Publication Non publié, 2025-09-29
Président du jury Dewachter, Laurence
Promoteur Pirson, Isabelle
Co-Promoteur Parmentier, Marc
Publication Non publié, 2025-09-29
Thèse de doctorat
| Résumé : | G protein-coupled receptors (GPCRs) constitute the biggest group of membrane receptors characterized by their seven transmembrane domains (7TM). They play a key role in detecting a wide range of external signals - including proteins, peptides, lipids, ions, sugars, and even light - which induce structural changes in the receptor and activate intracellular signaling pathways. GPCRs are central to numerous physiological and pathological processes, making them important targets for drug development. Despite their significance, a substantial number of GPCRs are still classified as orphans, as their natural ligands have not yet been identified. The subfamily of the Super conserved Receptors Expressed in the Brain (SREBs) constitutes a subgroup of three orphan receptors named GPR27 (SREB1), GPR85 (SREB2), and GPR173 (SREB3). These 7TM receptors are exceptionally well-conserved among vertebrates, suggesting critical biological roles in the nervous system. However, since their discovery more than two decades ago, SREBs remain orphans with unclear pharmacological properties. In this work, we aimed to better comprehend the properties and functions of these orphan receptors by taking advantage of the zebrafish model. SREB constitutive knock-out (KO) mutants do not exhibit striking developmental and behavioral defects. As Gpr85 is the most conserved SREB in zebrafish, we focused our attention on this receptor by generating a genetic tool to report and precise gpr85 expression pattern throughout development and adulthood. Echoing with mammals, we notably confirmed that gpr85 expression spans diverse neuronal subtypes across the central nervous system and the retina, with a manifest strong expression in the cerebellum. Using fluorochrome-tagged Gpr85 constructs, we provide the first in vivo evidence of Gpr85 enrichment at the plasma membrane of chemical synapses in both brain and retina. Our first functional investigations of the Gpr85-KO models suggest that Gpr85 is dispensable for proper development and synapse formation of developing neurons. Transcriptomic profiling of adult Gpr85-deficient cerebellar granule neurons reveals heightened neuronal activity. We confirmed by electrophysiological recordings that adult Gpr85-deficient cerebellar neurons exhibit a higher firing activity, suggesting an increased excitability. At the behavioral level, Gpr85 loss enhances light-evoked motor responses in larval zebrafish. Overall, our work highlights Gpr85 as a synaptic receptor which influences neuronal activity and visual induced behavior. These findings pave the way for further explorations of Gpr85’s role in the physiology of the nervous system and its potential impact on neurological disorders. |
| Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs) constituent le plus grand groupe de récepteurs membranaires, caractérisés par leurs sept domaines transmembranaires (7TM). Ils jouent un rôle clé dans la détection d’une large gamme de signaux - incluant des protéines, peptides, lipides, ions, sucres, et même la lumière - qui induisent des modifications structurales du récepteur activant ainsi des voies de signalisation intracellulaires. Les RCPGs sont au cœur de nombreux processus physiologiques et pathologiques, ce qui en fait des cibles majeures pour le développement de médicaments. Malgré de nombreuses études sur le sujet, un nombre conséquent de RCPGs sont encore classés comme orphelins, leurs ligands naturels n’ayant pas encore été identifiés. Les "Super conserved Receptors Expressed in the Brain" (SREBs) constituent un sous-groupe de trois récepteurs orphelins respectivement nommés GPR27 (SREB1), GPR85 (SREB2) et GPR173 (SREB3). Ces récepteurs à 7TM sont exceptionnellement bien conservés chez les vertébrés, suggérant des rôles biologiques cruciaux dans le système nerveux. Cependant, depuis leur découverte il y a plus de vingt ans, les SREBs demeurent orphelins, et leurs propriétés pharmacologiques largement méconnues. Dans ce travail, nous avons cherché à mieux comprendre les propriétés et fonctions de ces récepteurs orphelins en exploitant le poisson-zèbre comme modèle génétique. Nous avons tout d’abord observé que les mutants perte de fonctions constitutifs (KO) pour les SREBs ne présentent pas de défauts développementaux ou comportementaux majeurs. Gpr85 étant le plus conservé des SREBs chez le poisson-zèbre, nous avons concentré notre attention sur ce récepteur en développant un outil génétique permettant de visualiser et de préciser son expression au cours du développement et à l’âge adulte. Comme observé chez les mammifères, nous avons confirmé que l’expression de gpr85 s’étend à divers sous-types neuronaux dans le système nerveux central et la rétine. En utilisant des constructions de Gpr85 marquées par des fluorochromes, nous apportons la première évidence in vivo d’un enrichissement de Gpr85 à la membrane plasmique des synapses du cerveau et de la rétine. Nos premières analyses fonctionnelles des modèles Gpr85-KO suggèrent que Gpr85 n’est pas indispensable au bon développement et à la formation des synapses. Cependant, le profil transcriptomique des neurones granulaires du cervelet adulte déficients en Gpr85 révèle une activité neuronale accrue. Nous avons confirmé par enregistrements électrophysiologiques ex vivo que ces neurones présentent une fréquence de potentiels d’actions augmentée, potentiellement due à une excitabilité accrue. Sur le plan comportemental, la perte de Gpr85 accentue les réponses motrices induites par un stimulus lumineux aversif chez les larves de poisson-zèbre. En conclusion, notre travail positionne Gpr85 comme un récepteur synaptique influençant l’activité neuronale et le comportement induit par des stimuli visuels. Ces résultats posent un socle et ouvrent la voie à de futures explorations du rôle de Gpr85 dans la physiologie du système nerveux et son impact potentiel dans les troubles neurologiques. |
