Les neurones de notre système nerveux « se parlent » en envoyant et en recevant des messages chimiques appelés neurotransmetteurs. Cette interaction est facilitée par les protéines de la membrane cellulaire appelées récepteurs, qui captent les neurotransmetteurs et les relaient à travers les cellules. Dans une étude récente publiée dans Mother nature Communications, des scientifiques japonais rapportent leurs résultats sur la dynamique des récepteurs, ce qui peut permettre de comprendre les processus de formation et d’apprentissage de la mémoire.



La régulation du mouvement et de la localisation des récepteurs dans le neurone est importante pour la plasticité synaptique, un processus crucial dans le système nerveux central. Un style spécifique de récepteur de glutamate, connu sous le nom de récepteur de glutamate de style AMPA (AMPAR), subit un cycle regular de « trafic », étant cyclé dans et hors de la membrane neuronale. « Une régulation précise de ce processus de » trafic « est associée à l’apprentissage, à la development de la mémoire et au développement dans les circuits neuronaux », explique le professeur Shigeki Kiyonaka de l’Université de Nagoya, au Japon, qui a dirigé l’étude susmentionnée.

Bien que les méthodes d’analyse du trafic des AMPAR soient disponibles en abondance, chacune a ses limites. Les approches biochimiques comprennent le « marquage » d’une protéine réceptrice avec de la biotine (une vitamine B). Cependant, cela nécessite une purification des protéines après marquage, ce qui empêche l’analyse quantitative. Un autre procédé qui implique la manufacturing de protéines réceptrices « de fusion » marquées avec une protéine fluorescente peut interférer avec le processus de trafic lui-même. « Dans la plupart des cas, ces méthodes reposent largement sur la surexpression des sous-unités cibles. Cependant, la surexpression d’une seule sous-unité de récepteur peut interférer avec la localisation et / ou le trafic de récepteurs natifs dans les neurones », explique le Pr Kiyonaka.



À cette fin, des chercheurs de l’Université de Nagoya, de l’Université de Kyoto et de l’Université Keio ont développé un réactif sélectif AMPAR (un agent chimique qui provoque des réactions) qui leur a permis d’étiqueter les AMPAR avec des sondes chimiques dans des neurones en tradition en deux étapes, combinant l’affinité. un marquage basé sur une réaction biocompatible. La nouvelle méthode, comme prévu par le professeur Kiyonaka, s’est avérée supérieure aux méthodes conventionnelles : elle a permis aux scientifiques d’analyser le trafic de récepteurs sur des périodes additionally courtes et beaucoup as well as longues (furthermore de 120 heures) et ne nécessitait pas d’étapes de purification supplémentaires après l’étiquetage..

Le suivi des protéines réceptrices peut révéler les bases moléculaires de la mémoire et de l'apprentissage

Les analyses de l’équipe ont montré une focus trois fois as well as élevée d’AMPAR au niveau des synapses par rapport aux dendrites ainsi qu’une demi-vie de 33 heures dans les neurones. De moreover, les scientifiques ont utilisé cette procedure pour étiqueter et analyser le trafic des récepteurs du glutamate de form NMDA (NMDAR) et ont obtenu une demi-vie de 22 heures dans les neurones. Fait intéressant, les deux valeurs de demi-vie étaient significativement furthermore longues que celles rapportées dans HEK293T (une lignée cellulaire rénale). Les chercheurs ont attribué cela à la development de grands complexes de protéines récepteurs du glutamate et – dans le cas des AMPAR – à une différence dans les niveaux de phosphorylation.

L’équipe est enthousiasmée par les implications potentielles de leurs découvertes. « Notre méthode peut contribuer à notre compréhension des rôles physiologiques et physiopathologiques du trafic des récepteurs du glutamate dans les neurones. Ceci, à son tour, peut nous aider à comprendre le mécanisme moléculaire sous-jacent à la development de la mémoire et au processus d’apprentissage », explique le professeur Kiyonaka.

L’étude fournit un examen additionally approfondi – et nous rapproche du déchiffrement – des processus de mémoire et d’apprentissage au niveau moléculaire.