Etude fonctionnelle du transporteur d'ammonium Rh50 dans le système neuromusculaire de Drosophila melanogaster

L’ammonium (couple NH4+/NH3) est impliqué dans de nombreux processus biologiques comme le maintien de l’équilibre acido-basique par le rein et la synthèse et le recyclage des neurotransmetteurs. Des transporteurs spécifiques rendent les membranes cellulaires perméables à l’ammonium, en particulier les glycoprotéines Rhésus (Rh50). Décrites notamment dans les globules rouges, le foie et le rein, les protéines Rh50 ont à la fois une fonction de transport de NH3 et un rôle dans le maintien de l’architecture cellulaire. La drosophile (Drosophila melanogaster) possède un unique gène Rh50, exprimé dans le système nerveux central (SNC) et neuromusculaire. De ce fait, elle est un modèle de choix pour l’étude fonctionnelle in vivo de ces protéines dans le système nerveux.Dans ce travail de thèse, nous montrons que Rh50 est exprimée fortement dans les muscles et enrichie à la jonction neuromusculaire (JNM) de la larve de drosophile, où elle colocalise avec des protéines des densités postsynaptiques, dont Discs-large. Une inactivation du gène Rh50 induit une atrophie musculaire, des défauts locomoteurs, la surexpression des récepteurs glutamatergiques postsynaptiques, et une létalité pupale. Des enregistrements électrophysiologiques à la JNM larvaire montrent que la fréquence des potentiels postsynaptiques excitateurs spontanés augmente lorsque le gène Rh50 est inactivé dans les muscles. Les larves déficientes pour Rh50 ont également une plus grande sensibilité à l’exposition à de fortes concentrations d’ammonium. Dans le SNC, Rh50 est exprimée dans des cellules neuroendocrines et nos résultats suggèrent qu’il contrôle l’expression des FMRFamides, neuropeptides impliqués dans la régulation de l’activité à la JNM.En conclusion, nos résultats montrent que Rh50 est une nouvelle protéine essentielle chez la drosophile, qui intervient dans le développement et la physiologie synaptique, et régule les taux d’ammonium et l’homéostasie acido-basique dans le système neuromusculaire.