Le mécanisme moléculaire de la mémoire et de l'apprentissage
Dans le cerveau, un neurone peut transmettre des signaux via les synapses parfois à 10 000 neurones. De plus, la plasticité synaptique dynamique pourrait bien être au cœur de la formation de la mémoire. Au sein de la membrane neuronale de ces jonctions importantes se trouve un réseau cytosquelettique de microtubules et d'actine qui interagissent avec les protéines motrices moléculaires, la kinésine, la dynéine et la myosine. Les défauts dans la fonction de transport de charge des moteurs moléculaires sont une caractéristique commune de nombreuses maladies neurodégénératives et psychiatriques. Le projet NEUROTRAF (Molecular mechanisms of synapto-dendritic cargo trafficking), financé par l'UE, a développé de nouveaux instruments moléculaires et d'imagerie pour étudier ces mécanismes dans des neurones vivants. L'utilisation de nanosondes immunofluorescentes attachées à des points quantiques a permis aux chercheurs de suivre les protéines motrices avec une précision au nanomètre près. Les détails des processus intracellulaires comme le comportement de la charge dans les neurones peuvent être observés et orientés en utilisant cette technologie. De plus, les scientifiques peuvent résoudre les microtubules dendritiques dans les neurones hippocampiques pour déterminer comment les dendrites sont assemblées et maintenues. Les épines dendritiques aident à transmettre les signaux du neurone et le projet NEUROTRAF a observé comment la charge est transmise entre les épines. En utilisant ces nouveaux outils, les chercheurs ont déterminé comment la caldendrine de détection de calcium2+- influence la dynamique de l'actine dans les épines. Utiles à l'organisation des microtubules axonales, les mutations au niveau de la protéine de liaison KIF1 (KBP) sont responsables d'un trouble neurologique grave, le syndrome de Goldberg-Shprintzen (GOSH). Les résultats de la recherche ont montré que KBP régule l'activité motrice en empêchant le mouvement de la kinésine dans les microtubules. Cela a dévoilé un mécanisme innovant pour la modulation de l'activité des moteurs de kinésine et démontre que la modification du trafic des vésicules synaptiques contribue au syndrome GOSH. La recherche NEUROTRAF a entraîné la préparation et la soumission d'au moins trois articles scientifiques. Les résultats ont contribué à l'élargissement des connaissances sur l'implication moléculaire dans la formation de la mémoire et le développement des troubles neurologiques.
Mots‑clés
Mécanisme moléculaire, mémoire, apprentissage, cytosquelette, protéines motrices moléculaires, points quantiques, caldendrine, KBP, GOSH
