D'anciennes inconnues : Les protéines de la noéline jouent un rôle central dans la capacité d'apprentissage des cerveaux de mammifères
Une équipe de recherche germano-américaine dirigée par des physiologistes fribourgeois démontre l'importance fondamentale des protéines de la noéline pour la plasticité des cellules nerveuses
Une équipe de recherche germano-américaine, dirigée par le professeur Bernd Fakler de la faculté de médecine de l'université de Fribourg, a réussi à démontrer l'influence centrale des protéines Noelin1-3 sur la capacité d'apprentissage des cerveaux de mammifères. Les résultats détaillés de l'étude ont été publiés dans la revue Neuron de la maison d'édition Cell Press . Les auteurs principaux sont le Dr Sami Boudkkazi et le Dr Jochen Schwenk, tous deux collaborateurs de l'Institut de physiologie de Fribourg, ainsi que le Dr Naoki Nakaya du National Institutes of Health, Bethesda/USA.
Représentation au microscope électronique d'une synapse excitatrice et schéma du réseau de protéines permettant d'ancrer les récepteurs AMPA dans la membrane cellulaire.
Bernd Fakler
Une meilleure compréhension du fonctionnement du cerveau
Au moins 40 protéines sont nécessaires à la construction et à la fonction des récepteurs AMPA, les principaux récepteurs de transmetteurs dans les synapses excitatrices du cerveau. Au cours des dix dernières années, le groupe de travail de Fakler a pu expliquer en grande partie les fonctions de ces éléments constitutifs, mais certaines de ces fonctions restaient encore totalement inexplorées. Parmi ces inconnues figuraient jusqu'à présent les Noeline1-3, une famille de protéines sécrétées présentes chez tous les vertébrés. "Nous avons étudié les récepteurs AMPA dans le cerveau de souris chez lesquelles la production de noélin1-3 a été inactivée de manière ciblée. Ceux-ci provenaient de nos partenaires de projet américains autour du Dr Stanislav Tomarev du National Institutes of Health, Bethesda/USA", explique Fakler, responsable de l'étude. Il résume les principaux résultats de l'étude comme suit : "Nous avons pu montrer que les Noeline, en tant que tétramères, peuvent relier les récepteurs AMPA à toute une série de protéines d'ancrage comme la neurexine1 ou la neuritine1 et ainsi les stabiliser dans la membrane cellulaire. Les Noeline1-3 sont ainsi responsables du maintien de la plasticité synaptique des cellules nerveuses, qui dépend de l'activité : ils agissent en quelque sorte comme des "ancres universelles" qui contrôlent la répartition et la dynamique des récepteurs AMPA dans le cerveau".
Ces résultats de recherche ne permettent pas seulement de conclure que les synapses présentant un déficit critique en noéline ne sont guère capables d'apprendre. Si les protéines sécrétoires produites dans le cerveau font défaut, cela a également un effet négatif à long terme sur la fonction et la morphologie des neurones. "Notre travail montre que la complexité des neurones diminue et que certaines fonctions ne sont plus assurées. On ne sait pas encore quelles conséquences cette évolution peut avoir sur les fonctions cérébrales supérieures", explique Fakler.
Des découvertes fondamentales pour la recherche fondamentale d'autres disciplines
Les résultats de l'équipe de recherche internationale ne peuvent pas être appliqués de manière générale au cerveau humain, explique Fakler. "Nous supposons toutefois qu'il existe presque un corrélat 1:1 avec l'homme en ce qui concerne les récepteurs du glutamate. Je suis donc optimiste quant au fait que nos nouvelles connaissances sur le mode d'action des protéines de la noéline dans le cerveau puissent également contribuer à la recherche fondamentale dans le domaine humain." En outre, les scientifiques* d'autres disciplines pourraient utiliser les résultats de l'étude pour expliquer par exemple le degré plus ou moins élevé de plasticité des cellules nerveuses ou pour tirer des conclusions sur les réseaux neuronaux et leur traitement de l'information.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
Publication originale
Sami Boudkkazi, Jochen Schwenk, Naoki Nakaya, Aline Brechet, Astrid Kollewe, Harumi Harada, Wolfgang Bildl, Akos Kulik, Lijin Dong, Afia Sultana, Gerd Zolles, Uwe Schulte, Stanislav Tomarev, Bernd Fakler; "A Noelin-organized extracellular network of proteins required for constitutive and context-dependent anchoring of AMPA-receptors. "; Neuron (2023).
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