Résumé
Une nouvelle étude révèle que l’état épigénétique des neurones détermine leur rôle dans la formation de la mémoire. Les neurones avec des états de chromatine ouverts sont plus susceptibles d’être recrutés dans les traces mnésiques, montrant une activité électrique plus élevée pendant l’apprentissage.
Les chercheurs ont démontré que manipuler ces états épigénétiques chez les souris peut améliorer ou altérer l’apprentissage. Cette découverte déplace l’attention de la plasticité synaptique vers les processus nucléaires, offrant de nouvelles pistes pour traiter les troubles cognitifs.
Faits clés :
- Les neurones avec des états de chromatine ouverts sont plus impliqués dans la formation de la mémoire.
- Manipuler l’état épigénétique des neurones chez les souris peut améliorer ou altérer l’apprentissage.
- La recherche se concentre désormais sur les processus nucléaires plutôt que sur la plasticité synaptique.
Lorsqu’une nouvelle mémoire se forme, le cerveau subit des changements physiques et fonctionnels appelés « trace mnésique ». Mais comment le cerveau décide-t-il quels neurones seront impliqués ? Des études ont suggéré que l’excitabilité inhérente des neurones joue un rôle, mais la vue actuelle de l’apprentissage n’a pas examiné le centre de commande du neurone lui-même, son noyau. Dans le noyau, une autre dimension semble inexplorée : l’épigénétique.
Dans chaque cellule d’un organisme vivant, le matériel génétique encodé par l’ADN est le même, mais les différents types de cellules expriment chacun un ensemble différent de gènes. L’épigénétique est le mécanisme de contrôle de cette activité génique sans changer la séquence de l’ADN.
Les scientifiques de l’EPFL, dirigés par le neuroscientifique Johannes Gräff, ont exploré si l’épigénétique pourrait affecter la probabilité que les neurones soient sélectionnés pour la formation de la mémoire.
Leurs recherches sur les souris, publiées dans Science, montrent que l’état épigénétique d’un neurone est essentiel à son rôle dans l’encodage de la mémoire.
« Nous éclairons la première étape de la formation de la mémoire à partir d’un niveau centré sur l’ADN », déclare Gräff.
Gräff et son équipe se sont demandé si les facteurs épigénétiques pouvaient influencer la fonction mnésique d’un neurone. Un neurone peut être épigénétiquement ouvert lorsque l’ADN dans son noyau est déroulé ou relaxé, et fermé lorsque l’ADN est compact et serré.
Ils ont découvert que ce sont les neurones ouverts qui sont plus susceptibles d’être recrutés dans la « trace mnésique », le groupe de neurones du cerveau qui montrent une activité électrique lorsqu’on apprend quelque chose de nouveau. En effet, les neurones dans un état de chromatine plus ouvert démontraient également une activité électrique plus élevée.
Les scientifiques de l’EPFL ont ensuite utilisé un virus pour délivrer des enzymes épigénétiques afin d’induire artificiellement l’ouverture des neurones. Ils ont constaté que les souris correspondantes apprenaient beaucoup mieux. Lorsque les scientifiques ont utilisé l’approche opposée pour fermer l’ADN des neurones, la capacité d’apprentissage des souris était annulée.
Ces découvertes ouvrent de nouvelles façons de comprendre l’apprentissage qui englobent le noyau du neurone et pourraient même mener un jour à des médicaments pour améliorer l’apprentissage. Comme l’explique Gräff : « Elles s’éloignent de la vue neuroscientifique dominante sur l’apprentissage et la mémoire qui se concentre sur l’importance de la plasticité synaptique, et mettent nouvellement l’accent sur ce qui se passe à l’intérieur du noyau d’un neurone, sur son ADN. »
« Ceci est particulièrement important, car de nombreux troubles cognitifs tels que la maladie d’Alzheimer et le trouble de stress post-traumatique sont caractérisés par des mécanismes épigénétiques défaillants. »
Source: https://neurosciencenews.com/epigenetics-memory-synaptic-plasticity-26485
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