Des chercheurs de l’Université de Tokyo ont découvert le mécanisme moléculaire responsable de l’activation et de la désactivation des steps migratoires chez les vers nématodes. L’équipe a découvert que la syntaxine protéique joue un rôle essential dans le stockage de la mémoire dans le système nerveux et que sa modification peut affecter le comportement migratoire des nématodes. Cet axe de recherche pourrait un jour nous aider à mieux comprendre le comportement migratoire d’espèces plus grandes comme les mammifères.
Comment les poissons savent-ils où retourner pour frayer ? Ou les abeilles se souviennent-elles des champs riches en pollen ? Bien que certaines parties de ce processus migratoire soient contains, il reste encore des mystères quant au processus correct qui fait que les animaux décident d’aller à gauche au prochain coude de la rivière ou à droite au gros rocher, en particulier lorsqu’on essaie de comprendre ce processus au niveau moléculaire..
Un petit ver, appelé nématode, a aidé les chercheurs à découvrir un indice sur ce processus. “Les vers se souviennent de la concentration de sel qu’ils ont ressentie lorsqu’ils étaient bien nourris. Par la suite, ils continuent à rechercher cette focus de sel particulière, s’attendant probablement à des situations confortables avec une nourriture abondante”, a expliqué le professeur Yuichi Iino de la Graduate College of Science de l’Université de Tokyo.
Au niveau moléculaire, les décisions sont prises lorsque les protéines du corps sont activées ou désactivées par un processus appelé phosphorylation. L’équipe savait déjà qu’une protéine appelée protéine kinase C (PKC) jouait un rôle clé dans la way dans laquelle les vers choisissent d’aller, par rapport à la focus de sel. Cependant, ce qu’ils ne savaient pas, c’était quelles autres protéines étaient activées ou désactivées, ou phosphorylées, par la PKC.
“La principale découverte faite par Shingo Hiroki, auteur principal et doctorant à l’époque, était que la phosphorylation de la syntaxine (une protéine à la jonction entre les neurones) peut stocker une mémoire dans le système nerveux”, a déclaré Iino. “La syntaxine joue un rôle central dans la transmission synaptique, la conversation entre les neurones qui est essentielle au fonctionnement de notre système nerveux, chez un large éventail d’espèces.”
L’équipe a en outre étudié comment la modification de la syntaxine peut entraîner un comportement inversé chez les vers. Au lieu de se diriger vers le sel, les vers manipulés s’en éloigneraient.
“La deuxième découverte clé de Shingo était que les récepteurs à sensibilité différentielle peuvent être activés en fonction du niveau de libération synaptique constante, appelée libération basale”, a déclaré Iino. La libération synaptique est un processus par lequel les neurotransmetteurs, ou messages chimiques dans le corps, passent d’un neurone à l’autre. “Ce qu’il a découvert, c’est qu’il existe des récepteurs excitateurs (qui activent le neurone) et des récepteurs inhibiteurs (qui l’inactivent) sur les mêmes neurones, mais que les récepteurs excitateurs sont moins sensibles. Cela signifie que lorsqu’il y a un niveau additionally élevé de libération synaptique basale, qui est déterminée par la phosphorylation de la syntaxine, le récepteur le as well as excitateur est activé plutôt que le récepteur inhibiteur.”
Il y a eu de nombreuses études sur la transmission synaptique, mais dans la plupart des cas un renforcement et un affaiblissement de la transmission ont été décrits. Cependant, dans cette étude, la transmission synaptique est passée du positif au négatif. “Cela signifie que le ver peut choisir d’approcher une concentration de sel moreover élevée ou de l’éviter en fonction du contexte”, a expliqué Iino. “Ce serait unachievable par un very simple renforcement ou affaiblissement de la réponse au sel, ce qui changerait simplement la vitesse de l’approche.” Selon les chercheurs, le changement de la libération basale peut bien réaliser ce changement dans un mécanisme straightforward.
La prochaine étape consiste à explorer davantage le rôle de la syntaxine dans le stockage de la mémoire et le lien entre la libération basale et la transmission synaptique. “Les deux axes de recherche pourraient élargir notre compréhension fondamentale de la mémoire migratoire des molécules.”