La protéine Tweek est essentielle au transfert de l'influx nerveux
Le mystère de la transmission de l'information par les neurones a été éclairci. Des chercheurs financés par l'UE et travaillant en Belgique et aux États-Unis déclarent que le recyclage est une composante majeure de la transmission de l'influx nerveux, mais que la protéine Tweek en est le principal responsable. Les résultats ont été publiés dans la revue Neuron. En appliquant des approches innovantes de tests génétiques et biologiques, les chercheurs ont peu à peu identifié plusieurs protéines actives dans des processus cellulaires tels que le recyclage de vésicules. Mais cette dernière étude, partiellement financée par une bourse d'excellence Marie Curie de l'UE, apporte un nouvel éclairage sur un problème complexe. L'influx nerveux passe d'une cellule nerveuse à l'autre au niveau de la synapse, une structure qui se trouve à l'extrémité du neurone. À ce niveau, les vésicules synaptiques (de petites cavités sphériques) transportent des neurotransmetteurs jusqu'à l'extrémité de la cellule juste avant la fente synaptique. Les vésicules fusionnent avec la membrane cellulaire, libérant leur contenu par exocytose. La cellule nerveuse gère ensuite la petite zone de membrane supplémentaire en la ramenant à l'intérieur (par le processus d'endocytose) pour la recycler. Mais quel est le déclencheur du recyclage des vésicules synaptiques? C'est la protéine Tweek. Elle a été identifiée et caractérisée, et tire son nom du personnage «Tweek Tweak» du dessin animé South Park, un écolier hyperactif et anxieux, grand consommateur de café. «Tweek est nécessaire au recyclage normal des vésicules synaptiques. Elle a un impact sur la disponibilité des PI [lipides phosphoinositides]», soulignent les auteurs. «Nos résultats suggèrent que Tweek régule au moins en partie le recyclage des vésicules synaptiques, par son effet sur la quantité ou la disponibilité au niveau de la synapse de la PI (4,5)P2 [phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate].» Selon Hugo Bellen, professeur de génétique humaine et moléculaire au Baylor College of Medicine (BCM) aux États-Unis, et auteur principal de l'article, les drosophiles où Tweek est absente présentent un comportement agité et hyperactif: «L'absence de cette protéine se traduit par une endocytose déficiente» Les chercheurs ont découvert que les cellules dans lesquelles la protéine Tweek est absente présentent également un faible taux de PI(4,5)P2, molécule qui dans la plupart des cas est concentrée dans la membrane plasmique. La manipulation du fonctionnement de la cellule pour augmenter la quantité de PI(4,5)P2 aide à pallier la déficience de l'endocytose des vésicules. L'équipe a conduit des tests génétiques pour identifier les protéines qui agissent sur la transmission synaptique et la plasticité phénotypique des drosophiles porteuses de mutations aléatoires, chimiquement induites. L'étude a montré que l'apport de la protéine Tweek aux neurones des drosophiles mutantes restaure l'endocytose. Les chercheurs pensent que la plupart des espèces animales sont pourvues de la protéine Tweek, mais qu'elle est difficile à mettre en évidence car elle n'est présente qu'en très petite quantité dans les cellules. «Nous avons conclu que l'un des rôles de la protéine Tweek consiste à assurer la présence de la quantité voulue de PI(4,5)P2, de façon à ce que d'autres protéines puissent être recrutées au niveau de la zone d'endocytose», déclare le professeur Bellen. Les chercheurs participant à l'étude venaient également de l'institut interuniversitaire flamand pour la biotechnologie (VIB), de l'université catholique de Louvain (U.C. Louvain) et de la Yale University School of Medicine aux États-Unis.
Pays
Belgique