Molecular mechanisms underlying the endocytosis of GluN3A-containing NMDARs

Abstract

El control selectivo del tráfico (endocitosis/exocitosis) de subunidades específicas en la sinapsis permite remodelar la composición de los receptores y por ello interviene en la transmisión sináptica, plasticidad y en el desarrollo. La subunidad GluN3A (antes NR3A) es una subunidad no convencional de la familia de los receptores de glutamato ionotrópicos tipo NMDA (NMDAR), con una baja permeabilidad al calcio y una sensibilidad al magnesio reducida comparando con NMDARs convencionales que contienen las subunidades GluN1 y GluN2 (Pérez-Otaño y col., 2001; Sasaki y col., 2002). Debido a estas características los receptores NMDA que contienen la subunidad GluN3A actúan como un freno molecular limitando la plasticidad y la maduración de las sinapsis excitadoras, lo cual indica que la eliminación selectiva de GluN3A es un paso crítico en el desarrollo de circuitos neuronales (Roberts y col., 2009). Sin embargo, las señales moleculares implicadas en la eliminación de GluN3A mediante endocitosis son desconocidas. El presente estudio identifica un nuevo motivo endocítico (YWL) situado en la región citoplásmica de GluN3A. Combinando métodos inmunocitoquímicos y electrofisiológicos en cultivos de líneas celulares y en cultivos primarios de neuronas observamos que la mutación de estos residuos a alanina impidió la internalización de estos receptores mediante el sistema de endocitosis dependiente de clatrina provocando su acumulación en la superficie, mientras que mutaciones que mimetizan el estado fosforilado del residuo de tirosina favorecen la internalización y una disminución en la acumulación en superficie. Además, la fosforilación de este residuo de tirosina por las quinasas de la familia Src potencia la interacción de GluN3A con AP2 y en consecuencia su endocitosis, acoplando así la expresión en superficie de receptores que contienen GluN3A con el estado de fosforilación de ésta subunidad. En conjunto, estos resultados identifican una nueva señal implicada en la internalización de GluN3A y que es modulada por fosforilación proporcionando nuevos datos sobre la regulación de la composición molecular de NMDARs que implica cambios en la plasticidad sináptica y en el desarrollo neurológico.