À la fois le sommeil et la privation de sommeil ont un impact sur la synthèse protéique au
niveau du cerveau, mais la contribution des mécanismes traductionnels à la régulation de l’éveil et
du sommeil n’a été que peu étudiée. Dans ce mémoire de maitrise, nous étudions le rôle de deux
répresseurs de la traduction protéique, les protéines de liaison du facteur 4E d’initiation eucaryote
1 et 2, 4E-BP1 et 4E-BP2 dans l’architecture du sommeil et l’activité électroencéphalographique
(EEG), ainsi que dans la réponse EEG et moléculaire à la privation de sommeil. Ces deux protéines
inhibent la synthèse protéique en séquestrant une protéine nécessaire à l’initiation de la traduction,
eIF4E. Activé par différentes voies de signalisation intra- et extracellulaires, mTORC1 phosphoryle
les 4E-BP, ce qui relâche l’inhibition et permet l’initiation de la synthèse protéique. 4E-BP1 est très
exprimé au niveau des noyaux suprachiasmatiques et est impliqué dans les rythmes circadiens.
4E-BP2, très exprimé au niveau du cerveau, est nécessaire pour la mémoire et la plasticité
synaptique. Des électrodes EEG et électromyographiques (EMG) ont été implantées chez des
souris mutantes pour les gènes encodant 4E-BP1 ou 4E-BP2 (Eif4ebp1-/- et Eif4ebp2-/-). Les souris
ont été enregistrées pendant 48h et soumises à une privation de sommeil de 6h au début de la
seconde journée d’enregistrement. L’effet de la privation sur l’expression de certains gènes a
également été mesuré dans le cortex préfrontal des souris. Les souris Eif4ebp1-/- diffèrent des
souris sauvages dans la quantité et la qualité du sommeil et de l’éveil. De légères différences au
niveau de l’expression génique après privation ont également été trouvées. Les souris Eif4ebp2-/-
présentaient, quant à elles, seulement des changements dans la qualité de l’activité EEG en éveil,
révélé suite à la privation de sommeil. Les résultats de mon projet de maitrise suggèrent une
implication de la machinerie de traduction protéique dans la régulation du sommeil et de l’éveil, et
pointent vers des rôles différents des deux répresseurs de la traduction. / Albeit it is known that sleep and sleep loss are impacting protein synthesis in the brain,
several unknowns persist about the contribution of the mechanisms of translational control to
wakefulness and sleep regulation. In this master project, we studied the role of two suppressors of
protein synthesis, the eukaryotic initiation factor 4E-binding protein 1 and 2 (4E-BP1 and 4E-BP2)
in sleep architecture and electroencephalographic (EEG) activity as well as in the EEG and
molecular responses to acute sleep loss. These two proteins normally repress cap-dependent
translation initiation by binding eIF4E. When activated by extracellular and intracellular signaling,
mTORC1 phosphorylates 4E-BPs leading to their dissociation from eIF4E, thus allowing the
translation initiation. 4E-BP1 is highly expressed in the suprachiasmatic nucleus and implicated in
circadian rhythms. 4E-BP2, widely expressed in the brain, is critical for memory and plasticity. Yet,
there is no data on their implication in sleep regulation. Mutant mice for the genes encoding 4EBP1
or 4E-BP2 (Eif4ebp1-/- and Eif4ebp2-/- mice) were implanted with EEG and electromyographic
(EMG) electrodes and recorded under undisturbed conditions and following a 6-h sleep deprivation
(SD). The effect of SD on the expression of genes known to respond to SD was also assessed in
the prefrontal cortex of Eif4ebp1-/- and Eif4ebp2-/- mice. Mice lacking Eif4ebp1 differed from wildtype
mice regarding the quantity and quality of their sleep and wakefulness, and more subtly in the
gene expression response to SD. Moreover, Eif4ebp2-/- mice differed from wild-type mice only for
wakefulness and sleep quality, changes in EEG spectral activity generally revealed during and after
SD. The results of my master project point towards an implication of the translation machinery in
the regulation of wakefulness and sleep and of synchronized cortical activity and suggest different
roles of effectors of translational control.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/23619 |
| Date | 08 1900 |
| Creators | Charbonneau-Areal, Cassandra |
| Contributors | Mongrain, Valérie, Sonenberg, Nahum |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse ou mémoire / Thesis or Dissertation |
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