Les connexions entre les cellules nerveuses, les synapses, sont le siège de la plasticité cérébrale, essentielle pour les capacités d’apprentissage. Récemment, des chercheurs ont identifié des substances qui délivrent des instructions à ces connexions. Ils ont publié leurs résultats dans la revue scientifique Nature Communications.
Synapses et plasticité cérébrale
Entre les cellules nerveuses du cerveau, se trouvent des synapses, c’est-à-dire des connexions entre les neurones, qui assurent la transmission et la modulation du message nerveux. Ces synapses subissent un remodelage permanent, ce remodelage étant l’un des principaux mécanismes de la plasticité cérébrale, qui permet de développer les capacités d’apprentissage des individus.
Constamment, des synapses sont créées, d’autres sont transformées et d’autres disparaissent. La plasticité synaptique ainsi définie est un élément capital pour l’apprentissage cérébral et la mémoire.
Les scientifiques cherchent à comprendre plus précisément les événements qui se déroulent au niveau des synapses et les substances qui participent au remodelage des synapses. Dans ce contexte, des chercheurs allemands ont identifié récemment des substances capables de donner des instructions aux synapses pour contrôler leur remodelage et ainsi définir les capacités d’apprentissage.
Des ARN messagers délivrent des instructions aux synapses
Les substances identifiées par les chercheurs sont des ARN messagers, c’est-à-dire les acides nucléiques qui assurent la transcription des gènes en protéines dans les cellules. Au niveau des synapses, ces ARN messagers pourraient délivrer des instructions aux synapses, ces instructions conditionnant le devenir des synapses.
D’où viennent les instructions transmises par ces ARN messagers ? Le message transporté provient de la nature même des ARN messagers, et donc des gènes dont ils découlent. Par ailleurs, les chercheurs ont tenté de déterminer comment les ARN messagers parviennent jusqu’aux synapses auxquelles ils doivent donner une instruction. Tout d’abord, l’étude a permis de montrer qu’un même ARN messager pourrait être utilisé pour différents types de synapses. Les chercheurs ont comparé le phénomène observé à un tapis roulant, sur lequel les ARN messagers sont disposés et présentés aux synapses, qui choisissent alors les ARN messagers qui les concernent.
Un centre de tri postal, avec pour facteurs des ARN messagers
Autre découverte, les ARN messagers sont polyvalents. En travaillant sur des cultures cellulaires dérivées de neurones de rat, les chercheurs ont pu suivre l’itinéraire des ARN messagers. Ils ont montré que les ARN messagers pouvaient faire plusieurs fois des allers-retours entre les neurones et les synapses.
De plus, chaque ARN messager semble étiqueté dès son origine pour indiquer son adresse de livraison. Disposant d’une sorte de timbre et d’adresse, l’ARN messager parvient ainsi très rapidement vers la synapse à laquelle il est destiné. Des protéines, comme la protéine Staufen2, peuvent également fixer simultanément plusieurs ARN messagers pour les trier et les transporter plus rapidement.
Cette nouvelle étude met en lumière la complexité des mécanismes inhérents au remodelage des synapses, des mécanismes qui ressemblent fort à un centre de tri postal, dans lequel les ARN messagers joueraient le rôle de facteurs. Or le remodelage permanent des synapses est capital pour la plasticité cérébrale, et donc pour la mémoire et l’apprentissage.
Estelle B., Docteur en Pharmacie
