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A Genetics Approach to the Interval Timing Mechanism

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La génétique d'une synchronisation parfaite

Si la perception du temps est cruciale pour la survie d'un organisme, elle est tout aussi importante quand il s'agit de musique ou de sport. Des chercheurs européens sont en train de dévoiler les mécanismes moléculaires qui régissent la synchronisation synaptique, un phénomène responsable de la bonne exécution de tâches très diverses, qu'elles soient primaires ou extrêmement sophistiquées.

Santé

Le temps est une dimension fondamentale de la vie. Les organismes vivants sont régis par deux mécanismes temporels distincts. Les rythmes circadiens contrôlent des processus calés sur 24 heures, comme par exemple les fonctions simples du sommeil et de l'éveil ou celle de l'appétit. La perception temporelle, par contre, contrôle la capacité de calculer des intervalles de temps plus courts, de l'ordre de quelques secondes ou minutes. Un chronomètre interne estime, par exemple, combien de temps une tourterelle peut s'absenter du nid au moment de la couvaison, une trop longue absence avant l'éclosion étant synonyme de mort pour les oisillons. Chez l'homme, une perception temporelle de l'ordre de la milliseconde est nécessaire pour parler, jouer d'un instrument ou pour danser. Le projet Genetics of timing, financé par l'UE, a été conçu pour déchiffrer le fonctionnement de cette horloge au niveau moléculaire. Les chercheurs ont travaillé avec des souches mutantes de souris dont les capacités mémorielles et d'apprentissage étaient gravement altérées par l'absence de la protéine CaMKII. La protéine CaMKII est responsable de la plasticité synaptique des cellules nerveuses. La plasticité synaptique est une propriété fondamentale des neurones leur permettant de renforcer leurs connexions intercellulaires et par conséquent les capacités mémorielles et d'apprentissage du cerveau. Malgré leurs capacités mémorielles très diminuées, ces souris mutantes n'ont montré aucune difficulté d'apprentissage pour les intervalles de temps de 3 à 42 secondes, définis par les scientifiques. Il est donc fort peu probable que CaMKII soit impliquée au niveau de la perception temporelle. Les scientifiques du projet se sont également intéressés à une autre protéine signal du cerveau, la protéine Erk. Cette protéine a été impliquée dans le phénomène de plasticité neuronale dans certaines parties du cerveau, elle pourrait donc aussi jouer un rôle dans le processus de perception temporelle. Le secret des évènements moléculaires complexes qui régit la mémoire et les fonctions d'apprentissage sera bientôt dévoilé. L'étude de ces deux voies biochimiques pourrait avoir de nombreuses répercussions dans le traitement des pertes de mémoires provoquées par l'âge ou la maladie.

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