Les canaux Kv2, qui sous-tendent ≈ 80% du courant K+ à rectification retardée, sont nécessaires pour une repolarisation efficace de la cellule lors de décharges de potentiels d’action à forte fréquence. Cependant, il a été aussi suggéré que ces canaux aient un rôle lié à leur capacité de créer des clusters à la surface de neurones, au niveau du soma, des dendrites proximales et du segment initial de l’axone. En effet, certains clusters co-localisent avec des zones de contact entre la membrane plasmique et le réticulum endoplasmique et il a été proposé que Kv2.1 pourrait organiser ces contacts et moduler la signalisation calcique indépendamment de son rôle de canal potassique. De plus, une étude a montré que les canaux Kv2.1 présents dans les clusters ont une conductance très réduite. L’état de phosphorylation, régulée par l’activité neuronale, impacte de manière considérable leur dépendance au voltage et leur capacité à former des clusters. Les mutations de Kcnb1, le gène codant pour Kv2.1, ont été récemment associées à des encéphalopathies épileptiques, combinant crises épileptiques avec troubles moteurs et cognitifs. De manière intéressante, plusieurs mutations non caractérisées du point de vue fonctionnel, ciblent l’extrémité C-ter de la sous-unité Kv2.1, donnant des protéines tronquées dépourvues du domaine « Proximal Restriction and Clustering » (PRC) responsable de la formation de clusters. Les patients portant ces mutations n’ont pas toujours de troubles épileptiques mais présentent des retards cognitifs et troubles autistiques. Au cours de ma thèse j’ai donc cherché à caractériser deux mutations impactant le domaine PRC ayant comme hypothèse que leur incapacité à former de clusters aurait une conséquence fonctionnelle sur l’excitabilité neuronale. Dans un premier temps, j’ai décrit les modifications de la distribution des canaux Kv2.1 Y533* et R583*, par des expériences de microscopie confocale et de super-résolution PALM/STORM en les transfectant dans des neurones pyramidaux en culture. Les canaux portant les sous-unités mutées se retrouvent redistribués vers les dendrites distales et ils forment de clusters de petite taille. L’analyse de leur diffusion latérale par suivie de particules uniques m’a permis d’avancer l’hypothèse que les sous-unités mutées forment de canaux mixtes avec les canaux endogènes non mutés, ce qui expliquerait leur formation résiduelle de clusters. Du point de vue fonctionnel, avec des expériences de patch-clamp j’ai montré que les neurones exprimant les sous-unités mutées ont une excitabilité réduite par rapport aux ceux expriment les canaux sauvages. La littérature propose un rôle du Kv2 dans les propriétés actives ainsi que dans les transients calciques des dendrites. J’ai donc adapté un modèle biophysique de neurone pyramidal d’hippocampe (CA1) pour analyser cette possibilité en prenant compte de différences de distribution de canaux sauvages et mutés, ainsi que les variations de dépendance au voltage. Le modèle prédit un effet important dans le cas d’une activation synaptique prolongée. Mes expériences d’imagerie calcique confirment cette prédiction, car la stimulation des neurones en bloquant le Kv2 entraine une augmentation des transients calcique dendritiques révélant une action probable sur la rétropropagation de potentiels d’action. En conclusion, mes résultats suggèrent fortement que la régulation de la formation de clusters de Kv2.1 participe au contrôle de l’excitabilité neuronale et que la modification de leur conductance dans les dendrites pourrait modifier l’intégration et la plasticité synaptique.