Un nouveau mécanisme moléculaire de la maturation des neurones
Publié par Adrien le 02/03/2018 à 00:00
Source: CNRS-INSB
La communication entre les cellules nerveuses qui composent le cerveau est un processus très complexe qui est à la base des fonctions cérébrales. L'établissement d'un réseau de neurones opérationnel nécessite que la quantité et la qualité des connections neuronales soient contrôlées lors du développement du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la...). Dans une étude publiée le 22 février 2018 dans la revue Nature Communications, des scientifiques de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) Côte d'Azur ont dévoilé un processus nouveau qui s'avère essentiel pour le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) qualité des connections neuronales.


Figure: Maturation neuronale de la protéine FMRP par la sumoylation. SUMO est un modulateur clé des interactions des molécules de la cellule. Les auteurs démontrent ici que l'activation (Activation peut faire référence à :) des neurones entrainent la sumoylation de la protéine FMRP dans les granules de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation, des...) des ARNs. Cette sumoylation permet de dissocier la molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant les propriétés...) FMRP des granules de transport et de libérer les ARNs à la synapse pour contrôler le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) et la maturation des neurones.
© S. Martin

L'établissement d'un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node)...) fonctionnel de cellules nerveuses est une étape essentielle de la formation du cerveau et implique une étape cruciale d'élimination de connections neuronales surnuméraires lors du développement cérébral. Les conséquences directes d'une étape de maturation neuronale inefficace sont des anomalies de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles technologies...), ainsi que leurs...) cérébrale et l'apparition de problèmes comportementaux et cognitifs importants chez les personnes touchées. C'est le cas notamment chez les enfants atteints d'une maladie génétique (Les maladies génétiques sont des maladies dues à une ou plusieurs anomalies sur un ou plusieurs chromosomes qui sont transmises à la descendance et qui...) appelée Syndrome (Un syndrome est un ensemble de signes cliniques et de symptômes qu'un patient est susceptible de présenter lors de certaines maladies, ou bien dans des circonstances cliniques d'écart à la norme...) de l'X Fragile. Les patients atteints de ce syndrome présentent des neurones anormalement immatures et en conséquence, des connections neuronales non optimales à l'origine des déficits intellectuels et comportementaux caractéristiques de la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.).

Le syndrome de l'X-fragile est la forme la plus fréquente de déficience intellectuelle héréditaire, mais aussi la première cause monogénique connue d'autisme (Le terme autisme tend a désigner aujourd'hui un trouble affectant la personne dans trois domaines principaux:). Cette maladie génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité...) est le résultat de mutations sur le gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On...) FMR1 sur le Chromosome (Le chromosome (du grec khroma, couleur et soma, corps, élément) est l'élément porteur de l'information génétique. Les chromosomes contiennent les gènes et permettent leur distribution égale...) X. Ces mutations conduisent à l'absence de la fonction d'une protéine absolument essentielle pour établir la connectivité des neurones. Cette protéine est appelée FMRP (Fragile X Mental retardation Protein), elle a pour rôle de lier et de transporter de nombreuses molécules d'ARN le long des prolongements neuronaux jusqu'aux jonctions communicantes des neurones, les synapses. FMRP transporte les ARNs qui lui sont liés dans des structures particulières appelées granules de transport et libèrent ces ARNs au niveau des synapses lorsque les neurones sont activés. Ce processus est essentiel pour contrôler à la fois la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) et la qualité des connections entre les neurones. Ainsi, en l'absence de la protéine FMRP, les synapses sont trop nombreuses ce qui entraine des déficits importants chez les enfants atteints du Syndrome de l'X-fragile.

Les chercheurs ont démontré que l'activation des neurones entrainait la liaison de la petite molécule SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier, responsable de modifications post-traductionnelles) à la protéine FMRP au niveau des granules de transport des ARNs. Ceci permet la dissociation de FMRP des granules et la libération contrôlée des ARNs liés à FMRP ce qui provoque en retour, l'élimination et la maturation des synapses. Ce travail met ainsi en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm...) un mécanisme jusqu'alors inconnu de régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) de la libération des ARNs à destination de la synapse, et permet d'envisager des perspectives intéressantes pour le développement de solutions thérapeutiques innovantes pour traiter certaines maladies neurologiques.
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