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Une symphonie génétique pour faire durer nos souvenirs

 

En greffant des groupements chimiques sur les protéines qui structurent l'ADN, l'acétyltransférase orchestre la plasticité des neurones et prolonge la durée de vie de nos souvenirs. Ce résultat publié dans Journal of Neuroscience est le fruit d'une collaboration entre l'équipe d'Anne-Laurence Boutillier et de Jean-Christophe Cassel au Laboratoire de neurosciences cognitives et adaptatives (LNCA, CNRS/Université de Strasbourg) et l'équipe de Tapas Kundu au Centre Jawaharlal Nehru de recherche scientifique avancée (JNCASR) en Inde.

 

Pour nous permettre d'apprendre et de nous rappeler certaines choses, les neurones de notre cerveau font preuve d'une grande plasticité : ils établissant de nouvelles connexions entre eux pour structurer les réseaux qui stockent nos souvenirs. On sait aujourd'hui que de nouveaux neurones, générés tout au long de la vie adulte, participent aussi au stockage des informations dans notre mémoire. La régulation de ces processus très dynamiques requiert l'expression de gènes particuliers, dont certains codent pour des facteurs de croissance. Activer directement ces gènes permettrait d'améliorer les fonctions mnésiques qui sont terriblement affectées chez les patients atteints de pathologies cérébrales comme la maladie d'Alzheimer.

A l'échelle moléculaire, la régulation des gènes passe entre autres par la modification chimique de petites protéines, les histones, intimement intriquées dans la double hélice d'ADN. Cette modification, opérée par une enzyme particulière, l'acétyltransférase, provoque un changement de la structure de l'ADN au niveau d'un gène donné, permettant ainsi la transcription de ce gène puis, à partir de la traduction du transcrit, la synthèse de la protéine correspondante. Dans ce mécanisme dit « épigénétique », l'acétyltransférase tient le rôle d'un chef d'orchestre qui contrôle la modification des histones. La chaine d'ADN peut alors être vue comme une partition et les histones comme les notes de musique interprétées par le chef d'orchestre. Cet ensemble forme une mélodie correspondant à la réponse génétique nécessaire à la formation et à la consolidation des souvenirs. Mais l'âge, les facteurs environnementaux et certaines pathologies peuvent néanmoins induire de fausses notes.

Les travaux menés par les chercheurs du LNCA et leurs collaborateurs indiens ont mis en évidence, pour la première fois, la possibilité d'activer dans le cerveau de souris adultes cette enzyme cruciale qui joue le rôle de chef d'orchestre dans la mise en place de la plasticité cérébrale. Les souris traitées avec cette molécule ont présenté une augmentation de la transcription d'un facteur neurotrophique dans l'hippocampe, une accélération du processus de différenciation des neurones nouvellement générés, ainsi qu'une augmentation substantielle de la longévité du souvenir dans une tâche de mémorisation spatiale qui consistait à retenir l'emplacement d'un refuge dissimulé dans une piscine. Les chercheurs visent maintenant à tester cette molécule dans des modèles pathologiques de la maladie d'Alzheimer.

 

Figure : L'hippocampe dorsal est une structure cérébrale nécessaire à la formation de la mémoire. Il s'agit également d'une des rares structures à former de nouveaux neurones au cours de la vie adulte. Chez la souris traitée avec un activateur d'acétyltransférase, les neurones nouvellement générés dans l'hippocampe (en rouge) présentent des prolongements plus longs et plus complexes, signe d'une accélération de leur différenciation. © LNCA, Anne-Laurence Boutillier

 

En savoir plus

• A novel activator of CBP/p300 acetyltransferases promotes neurogenesis and extends memory duration in adult mice, Snehajyoti Chatterjee, Pushpak Mizar, Raphaelle Cassel, Romain Neidl, Ruthrotha Selvi, Dalvoy Mohankrishna, Bhusainahalli M.Vedamurthy, Anne Schneider, Olivier Bousiges, Chantal Mathis, Jean-Christophe Cassel, Muthusamy Eswaramoorthy, Tapas Kundu, Anne-Laurence Boutillier, Journal of Neuroscience (2013), 33(26):10698-10712, doi:10.1523/JNEUROSCI.5772-12.2013.

 

Contact chercheurs

• Anne-Laurence Boutillier
  
• Jean-Christophe Cassel
  Laboratoire de neurosciences cognitives et adaptatives (LNCA)
  UMR7364 CNRS/Université de Strasbourg,
  Université de Strasbourg - Faculté de psychologie
  12 Rue Goethe
  67000 Strasbourg