La structure protéique 3-D offre un aperçu de la communication rapide par les cellules du cerveau

Une nouvelle étude révèle comment trois protéines aident les cellules cérébrales à synchroniser la libération de signaux chimiques. Une interaction similaire peut jouer un rôle dans la façon dont les cellules sécrètent l'insuline et le mucus des voies aériennes. Plus précisément, une nouvelle structure de protéines tridimensionnelles complexe fournit un aperçu détaillé de la façon dont les cellules du cerveau communiquent rapidement. 

En visualisant comment trois protéines neuronales interagissent les unes avec les autres, les chercheurs ont révélé comment ces protéines aident les groupes de cellules cérébrales à libérer des messages chimiques en même temps. Les chercheurs ont découvert une nouvelle coopération surprenante parmi les trois protéines et pourrait donner un aperçu des autres processus où les cellules sécrètent des molécules, y compris l'insuline et le mucus des voies respiratoires.

Plus concrètement, selon l'étude, lorsqu'un groupe de neurones reçoit un signal électrique, les cellules libèrent des produits chimiques appelés neurotransmetteurs presque instantanément. Les neurones tiennent des neurotransmetteurs dans des structures à bulles appelées vésicules synaptiques. Ces structures reposent à la fin de longues et minces projections qui pointent vers des cellules voisines. Pour libérer des neurotransmetteurs de leurs bulles, les neurones doivent fusionner les membranes vésiculaires avec la membrane externe des projections. Cela ouvre les bulles et détruit leur contenu dans l'espace entre les cellules. Les signaux chimiques vont ensuite vers les cellules voisines pour relayer un message.

Selon les chercheurs, trois protéines étaient impliquées dans le renvoi des signaux chimiques des neurones. Un groupe de protéines appelé SNARE fournit de l'énergie pour la fusion membranaire. Une autre protéine, appelée synaptotagmin, libère des neurotransmetteurs lorsque les ions calcium apparaissent après un signal électrique. Une troisième protéine, la complexine, empêche les cellules de libérer spontanément des neurotransmetteurs.

Les chercheurs ont synthétisé des portions de chaque composante, ce qui leur a permis de se regrouper dans un complexe et a entraîné le complexe pour former des cristaux. Ensuite, ils ont déterminé la structure du complexe en mesurant la façon dont les cristaux ont diffracté la lumière des rayons X. Dans cette interaction à trois composantes, une hélice composée  de complexe se niche près d'une hélice dans une protéine synaptotaminique, agencée de sorte que les torsions des hélices s'alignent comme les fils d'une vis. Ces hélices reposent également sur les hélices du complexe SNARE.