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Publication : Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Eight genes are required for functional reconstitution of the Caenorhabditis elegans levamisole-sensitive acetylcholine receptor

Domaines Scientifiques
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Publié sur Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America - 19 Nov 2008

Boulin T, Gielen M, Richmond JE, Williams DC, Paoletti P, Bessereau JL

Lien vers Pubmed [PMID] – 19020092

Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008 Nov;105(47):18590-5

Levamisole-sensitive acetylcholine receptors (L-AChRs) are ligand-gated ion channels that mediate excitatory neurotransmission at the neuromuscular junctions of nematodes. They constitute a major drug target for anthelminthic treatments because they can be activated by nematode-specific cholinergic agonists such as levamisole. Genetic screens conducted in Caenorhabditis elegans for resistance to levamisole toxicity identified genes that are indispensable for the biosynthesis of L-AChRs. These include 5 genes encoding distinct AChR subunits and 3 genes coding for ancillary proteins involved in assembly and trafficking of the receptors. Despite extensive analysis of L-AChRs in vivo, pharmacological and biophysical characterization of these receptors has been greatly hampered by the absence of a heterologous expression system. Using Xenopus laevis oocytes, we were able to reconstitute functional L-AChRs by coexpressing the 5 distinct receptor subunits and the 3 ancillary proteins. Strikingly, this system recapitulates the genetic requirements for receptor expression in vivo because omission of any of these 8 genes dramatically impairs L-AChR expression. We demonstrate that 3 alpha- and 2 non-alpha-subunits assemble into the same receptor. Pharmacological analysis reveals that the prototypical cholinergic agonist nicotine is unable to activate L-AChRs but rather acts as a potent allosteric inhibitor. These results emphasize the role of ancillary proteins for efficient expression of recombinant neurotransmitter receptors and open the way for in vitro screening of novel anthelminthic agents.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19020092