Le rôle du zinc dans la formation du cortex cérébral
Publié par Adrien le 27/05/2019 à 08:00
Source: CEA

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Le zinc est essentiel dans la formation du cortex cérébral. Des chercheurs du CEA-Irig ont observé le nombre d'atomes de ce métal contenus dans le corps cellulaire d'une cellule nerveuse de souris: environ 200 millions.

Le zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément chimique, de symbole Zn et de numéro atomique 30.) (Zn) est un élément métallique vital pour toutes les cellules du monde (Le mot monde peut désigner :) eucaryote , notamment pour les cellules 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 motricité...). Le cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.) cérébral chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue...) se met en place lors de l'embryogenèse entre les 11e et 17e jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...) de gestation (La gestation est un état fonctionnel particulier propre à la femelle de vivipare qui porte son ou ses petits dans son utérus, entre la nidation de...). Les chercheurs du CEA-Irig avaient pour objectif de mieux comprendre comment les cellules générées lors de la formation du cortex acquièrent et stockent le Zn dont elles ont besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes...) pour assurer leurs fonctions biologiques. Pour cela, ils ont réalisé une analyse transcriptomique à haut débit (Le terme de haut débit (ou large bande par traduction littérale de l'expression anglosaxonne broadband) fait référence à des capacités d'accès à internet...) pour décrire l'expression de gènes impliqués dans le 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...) et le stockage du Zn. Ils ont également étudié la taille des réservoirs intracellulaires du Zn dans des neurones corticaux en culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) par microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La...) de fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que la chaleur. (on parle parfois de « lumière froide »). Elle peut...). Il a été possible de déterminer le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une...) de zinc contenus dans le corps cellulaire d'une cellule nerveuse: environ 200 millions.

Des expériences réalisées sur le synchrotron (Le terme synchrotron désigne un type de grand instrument destiné à l'accélération à haute énergie de particules élémentaires.) européen de Grenoble (ESRF) ont permis de quantifier et de cartographier la distribution spatiale du Zn dans des neurones par fluorescence X. Ces analyses ont été réalisées à différents stades embryonnaires afin d'avoir des informations sur le décours temporel des processus étudiés. Il apparait qu'au cours de la formation du cortex cérébral, il y a une diminution de la teneur en Zn associée à une importante régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) de l'expression de transporteurs à Zn notamment ZIP7, situé dans le réticulum endoplasmique, ZnT1 et ZnT10, deux transporteurs de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) cellulaire contribuant à l'efflux du Zn hors des cellules.

L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut...) de ce travail a permis de mieux appréhender 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...) et la distribution du Zn au niveau cellulaire et de l'organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce...) entier ainsi que les acteurs moléculaires participant à son homéostasie. Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) obtenues vont permettre une analyse de l'ensemble du métallo-transcriptome de la souris au cours de la formation du cortex.


Images de neurones corticaux de souris obtenues par fluorescence X au synchrotron européen (ESRF Grenoble) montrant la distribution intracellulaire du potassium (K) et du zinc (Zn). Le schéma de droite récapitule les principales étapes observées lors de la corticogenèse chez la souris: il y a un appauvrissement progressif dans le cortex cérébral entre les 11e et 17e jours de gestation. © S. Bohic, A. Bouron

Références

Zinc Uptake and Storage During the Formation of the Cerebral Cortex in Mice | Molecular Neurobiology
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