mardi 16 janvier 2018

Une protéine de type viral serait importante pour la cognition et la mémoire


Une protéine impliquée dans la cognition et stockant des souvenirs à long terme ressemble et agit comme une protéine de virus. La protéine, appelée Arc, a des propriétés similaires à celles que les virus utilisent pour infecter les cellules hôtes, et proviendrait d'un événement évolutionnaire fortuit qui s'est produit il y a des centaines de millions d'années, tel que rapporte une étude publiée dans Cell.

Selon les chercheurs de l'University of Utah, la possibilité que des protéines de type viral puissent être à la base d'une nouvelle forme de communication cellulaire dans le cerveau pourrait changer la compréhension relative à la façon dont les souvenirs sont fabriqués. Les chercheurs ont d'abord soupçonné que quelque chose était différent chez Arc lorsqu'ils ont capturé une image de la protéine montrant qu'Arc se rassemblait en grandes structures. Avec une forme qui ressemble à une capsule d'un atterrisseur lunaire, ces structures ressemblaient beaucoup au rétrovirus, le VIH.

Selon les chercheurs, des travaux antérieurs avaient révélé que les souris dépourvues d'Arc oubliaient des choses qu'elles avaient apprises 24 heures plus tôt. De plus, leur cerveau manquait de plasticité. Il y a une fenêtre de temps au début de la vie où le cerveau est comme une éponge, absorbant facilement de nouvelles connaissances et compétences. Sans Arc, la fenêtre ne s'ouvre jamais. Les scientifiques n'avaient jamais considéré que les mécanismes responsables de l'acquisition des connaissances pouvaient provenir d'origines étrangères.

Observant la propension inhabituelle d'Arc à former des structures ressemblant à des virus, les chercheurs ont analysé la séquence protéique sous un autre angle. Ils ont découvert que les régions du code étaient similaires à celles des capsides virales. Un outil essentiel pour l'infection virale, les capsides portent l'information génétique du virus et la transmettent d'une cellule à l'autre.


Étant donné que l'Arc ressemble à une protéine virale, les chercheurs ont conçu un ensemble d'expériences pour tester si elle agissait également comme une proétine. Ils ont d'abord déterminé que plusieurs copies d'Arc s'auto-assemblent en capsides creuses semblables à des virus et stockent leur propre matériel génétique. Lorsque les scientifiques ont ajouté les capsides à des cellules cérébrales de souris, ou neurones, Arc a transféré sa cargaison génétique dans les cellules.

Une fois que les virus envahissaient les cellules hôtes, ils émergaient prêts à infecter une fois de plus. Selon les chercheurs, il semblerait qu'Arc fonctionne de la même manière. Les scientifiques ont rassemblé Arc qui avait été libéré des neurones de souris et ont déterminé que les protéines et leur cargaison pourraient être absorbées par un autre ensemble de neurones. Contrairement aux virus, les neurones activateurs mobilisent l'Arc, ce qui déclenche la libération de capsides.

Selon les chercheurs, l'histoire de l'origine de l'Arc est relayée à travers les génomes des animaux tout au long de l'évolution. Il y a 350-400 millions d'années, un hasard a frappé des créatures à quatre membres qui parcouraient la terre. Un ancêtre des rétrovirus, appelé rétrotransposons, a inséré son matériel génétique dans l'ADN des animaux. L'événement a conduit à l'Arc des mammifères que nous connaissons aujourd'hui.

La signification d'un tel événement suggérerait donc que l'évènement serait arrivé plus d'une fois. Selon ces derniers, une version d'Arc trouvée dans les mouches ressemble aussi et agit comme une capside virale. Les chercheurs révèlent que la mouche Arc transporte l'ARN des neurones vers les muscles pour contrôler le mouvement. Même si les arcs de mammifères et de mouches ont évolué à partir de la même classe de rétrotransposons, l'événement chez les mouches se serait produit environ 150 millions d'années plus tard.

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