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Analyzing Heterogeneity in Release of Synaptic Vesicles

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Mémoire et capacité d'apprentissage dépendent de l'activité de nos synapses

Une connaissance approfondie des mécanismes moléculaires contrôlant l'activité synaptique est indispensable pour espérer comprendre comment celle-ci influence notre capacité d'apprentissage et notre mémoire.

Santé

Les travaux du projet Wierda-Heterogeneity («Analysing heterogeneity in release of synaptic vesicles») financé par l'UE se concentraient sur l'identification et l'isolation de synapses individuelles actives. Un tel résultat permettrait aux chercheurs d'étudier et de caractériser l'activité synaptique au sein du système nerveux central (SNC) et d'observer comment elle influe sur le stockage d'informations des réseaux neuronaux. Pour atteindre cet objectif, l'équipe a dû tout d'abord isoler individuellement certaines synapses du système nerveux central en bloquant la transmission synaptique générale de neurones prélevés directement sur un sujet. Elle y est parvenue par perfusion d'antagonistes des récepteurs post-synaptiques suivie d'un «déblocage» individuel d'une synapse clairement identifiée. Par une approche multidisciplinaire réunissant l'électrophysiologie, la microscopie par fluorescence et d'autres outils pharmacologiques, les chercheurs ont pu évaluer l'efficacité de la neurotransmission non seulement avant libération des neurotransmetteurs mais également après. Cette stratégie a également permis aux chercheurs de faire de grands progrès dans la compréhension des mécanismes distincts de plasticité présynaptiques et postsynaptiques. La plasticité synaptique est définie par la capacité des réseaux cellulaires à modifier leur activité selon les besoins afin de pouvoir encoder et retenir des événements en mémoire. C'est pourquoi des mécanismes efficaces de plasticité jouent également un rôle majeur lors de l'apprentissage. Dans le cadre de cette étude, les partenaires du projet ont axé leurs recherches sur l'implication de synaptotagmine et SNAP-25, deux protéines susceptibles de réguler l'hétérogénéité de la libération des neurotransmetteurs par les vésicules synaptiques. Parallèlement, des synapses individuelles ont été identifiées de visu au niveau des neurones de l'hippocampe. En outre, les chercheurs ont étudié des neurones déficients en synaptotagmine et SNAP-25 ou exprimant des protéines mutées afin de comprendre le rôle de ces deux protéines au niveau de l'efficacité de la libération pré-synaptique. Les travaux du projet Wierda-Heterogeneity promettent ainsi de dévoiler une partie des mécanismes à l'origine du fonctionnement et de la plasticité synaptique, ce qui, en retour, permettra de mieux comprendre le mécanisme pathogène des synaptopathies chez l'homme.

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