NEURO: Apprendre plus vite, la plasticité, un processus bien huilé – PNAS

La plasticité du cerveau, qui induit une réorganisation permanente des voies et connexions entre cellules nerveuses, est nourrie par nos expériences quotidiennes et exige que les souvenirs liés aux nouvelles données puissent se former très rapidement. Ces chercheurs de Montréal identifient ici pour la première fois, un mécanisme unique, une phase de « pré- assemblage » qui accélère la fabrication de protéines au niveau des synapses et permet au cerveau de former plus rapidement des souvenirs. Ces travaux sont présentés dans les Actes de l’Académie des Sciences (PNAS).

Les chercheurs de l’Institut de neurologie de Montréal et des Universités McGill et de Montréal, rappelle que la construction de la mémoire nécessite, au niveau des synapses, la production de protéines qui vont modifier la force ou la voie de connexion entre les cellules nerveuses. Ils montrent que ce processus de production des protéines est déjà préassemblé au niveau de la synapse, mais pas tout à fait, il attend encore les derniers signaux pour déclencher très rapidement l’ensemble du processus.

Associer au mieux le changement synaptique et l’expérience vécue : Le processus permet de fabriquer des protéines au bon endroit mais aussi au bon moment, explique le Dr Wayne Sossin, neuroscientifique et auteur principal de l’étude. Un dysfonctionnement au niveau de ce processus peut ainsi conduire à la maladie neurologique. Ce mécanisme contrôle 2 fonctions, la fabrication des protéines au bon moment et aussi rapidement que possible afin d’associer au mieux le changement synaptique et l’expérience vécue.

Le processus n’attend plus que le signal de la synapse :

La fabrication des protéines comporte 2 étapes principales : Lors de la première étape, la transcription, l’information contenue dans l’ADN stockée et protégée dans le centre de la cellule est copiée dans un ARN messager (ARNm) – cette copie est ensuite déplacée à l’endroit où elle est nécessaire dans la cellule. Dans la deuxième étape, appelée traduction, l’ARNm est utilisé comme un modèle de l’information génétique et est décrypté par de petites machines appelées ribosomes, qui décodent la séquence d’ARNm et assemblent les bons acides aminés pour former la protéine.

Ce que l’équipe a découvert, c’est que l’ARNm se déplace vers la synapse déjà attachée au ribosome, le processus de production de protéines étant arrêté juste avant la fin de l’étape de traduction, et n’attendant plus que les signaux synaptiques pour produire les protéines nécessaires à la formation du souvenir. Un nouveau mécanisme sous-jacent qui peut être une nouvelle cible thérapeutique dans les troubles neurologiques du développement.

Source: PNAS September 16, 2013, doi: 10.1073/pnas.1307747110 Reactivation of stalled polyribosomes in synaptic plasticity et Nobel Prize DNA-RNA-Protein (Vignette “Synapse NIH@A. Buonanno)