La découverte de protéines, une nouvelle clé pour la formation de la mémoire

résumé: Des chercheurs ont découvert une nouvelle fonction surprenante de la protéine RPT6 dans le cerveau, qui pourrait révolutionner la compréhension et le traitement des troubles de la mémoire.

Auparavant connu pour son rôle dans le complexe protéique de l'hippocampe, il a été démontré que RPT6 se lie à l'ADN et régule l'expression des gènes lors de la formation de la mémoire.

Cette double fonction de RPT6 fournit de nouvelles informations sur le processus complexe de formation de la mémoire et recèle le potentiel d'interventions thérapeutiques dans des pathologies telles que la maladie d'Alzheimer et le SSPT.

Faits marquants:

1. Il a été déterminé que RPT6 a un double rôle : il fait partie du complexe protéasome et régule également l’expression des gènes lors de la formation de la mémoire.
2. Cette découverte apporte de nouvelles connaissances sur les processus de mémoire, qui pourraient conduire à de meilleurs traitements pour les troubles de la mémoire.
3. L'étude de Virginia Tech pourrait avoir un impact significatif sur les recherches futures sur la maladie d'Alzheimer, la démence, le SSPT et d'autres affections liées à la mémoire.

source: Université technologique de Virginie

Des chercheurs de Virginia Tech ont découvert une nouvelle fonction pour une protéine commune dans le cerveau, un développement qui jette un nouvel éclairage sur les mystères de l'esprit et qui a des implications prometteuses pour le traitement de la perte de mémoire et du trouble de stress post-traumatique.

La protéine effectue normalement les tâches nécessaires dans l'hippocampe du cerveau en agissant comme partie d'un complexe protéique plus vaste appelé protéasome pour détruire d'autres protéines.

Mais des chercheurs de l’École des sciences animales de la Faculté d’agriculture et des sciences de la vie ont récemment remarqué que cette protéine, appelée RPT6, se comporte d’une manière qui n’avait jamais été découverte auparavant.

« Nous avons découvert que RPT6 est capable de remplir cette fonction complètement différente, où il peut se lier à l'ADN et augmenter l'expression d'autres gènes ou protéines lors de la formation de la mémoire », a déclaré Tim Jarome, professeur adjoint de neurobiologie. « Cela suggère que RPT6 joue un double rôle unique dans la formation de la mémoire, à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du complexe protéique. »

La découverte a été publiée ce mois-ci dans Journal des neurosciencesCela ouvre de nouvelles voies pour explorer le fonctionnement du RPT6 dans le cerveau et la manière dont il peut être manipulé pour améliorer la mémoire et atténuer les troubles de la mémoire tels que la maladie d'Alzheimer et le trouble de stress post-traumatique (SSPT).

Le projet a été dirigé par la chercheuse Kayla Farrell, qui a obtenu son doctorat. du Collège des Sciences Animales en décembre. Farrell a précédemment dirigé une étude identifiant une protéine qui pourrait conduire à un meilleur traitement thérapeutique pour les femmes atteintes du SSPT.

L'expression des gènes est essentielle à la formation de la mémoire. Il aide à construire les réseaux neuronaux nécessaires à la formation et au renforcement des souvenirs. Les chercheurs ne comprennent pas encore pourquoi RPT6 a cette double fonction ni comment il aide à contrôler quelles cellules sont recrutées pour former la mémoire.

« Il doit y avoir quelque chose d'autre qui fonctionne pour réguler l'expression des gènes », a déclaré Jarome. « Nous essayons maintenant de comprendre comment il fait. »

À terme, cette découverte sera utile aux recherches en cours dans le laboratoire de Jarome, qui se concentrent sur la compréhension et le traitement des troubles de la mémoire tels que la maladie d'Alzheimer, la démence et le trouble de stress post-traumatique.

« Cette découverte nous amène vers une nouvelle étape dans la compréhension des complexités du cerveau et de la manière dont nous apprenons et stockons les souvenirs », a déclaré Jarome. « Nous espérons que cela aidera à indiquer de nouvelles directions pour comprendre comment l'expression des gènes est contrôlée au cours de la mémoire. À long terme, cela pourrait conduire à des cibles thérapeutiques potentielles pour contrôler et améliorer la mémoire ou traiter les souvenirs inadaptés. »

Principales conclusions

• Double fonction du RPT6 : RPT6, une protéine présente dans chaque cellule, était auparavant connue pour son rôle au sein du complexe protéique. L’étude révèle que lors de la formation de la mémoire, RPT6 peut également se lier à l’ADN et réguler l’expression des gènes, offrant ainsi une double fonction unique.
• Implications de la manipulation de la mémoire : Comprendre le double rôle de RPT6 donne un aperçu des processus complexes de formation de la mémoire. Ces connaissances pourraient ouvrir la voie à des interventions thérapeutiques ciblées visant à améliorer la mémoire ou à atténuer les souvenirs négatifs associés à des affections telles que le SSPT.
• Importance des recherches futures : L’étude représente une étape cruciale dans la compréhension des complexités du contrôle de l’expression des gènes et du cerveau au cours de la formation de la mémoire. Les chercheurs s'attendent à ce que des recherches plus approfondies sur les mécanismes RPT6 permettent d'identifier de nouvelles directions pour comprendre la mémoire au niveau moléculaire.

À propos de cette actualité de recherche sur la mémoire

auteur: Marguerite Ashburn
source: Université technologique de Virginie
communication: Margaret Ashburn – Virginia Tech
image: Image créditée à Neuroscience News

Recherche originale : Accès fermé.
« La phosphorylation de RPT6 contrôle sa capacité à se lier à l'ADN et à réguler l'expression des gènes dans l'hippocampe des rats mâles lors de la formation de la mémoire.« Par Tim Jarome et al. Journal des neurosciences

un résumé

La phosphorylation de RPT6 contrôle sa capacité à se lier à l'ADN et à réguler l'expression des gènes dans l'hippocampe des rats mâles lors de la formation de la mémoire.

La formation de la mémoire nécessite un contrôle coordonné de l'expression des gènes, de la synthèse des protéines et de la dégradation des protéines par le système ubiquitine-protéasome (UPS). Le composant catalytique de l'UPS, le protéasome 26S, contient un noyau catalytique 20S flanqué de deux capuchons régulateurs 19S, et la phosphorylation de la sous-unité régulatrice coiffée en 19S, RPT6, au niveau de la sérine 120 (pRPT6-S120) a été largement impliquée dans le contrôle des augmentations dépendantes de l'activité. . En activité protéasomale.

Récemment, il a également été démontré que RPT6 fonctionnait en dehors du protéasome, jouant un rôle semblable à celui d'un facteur de transcription dans l'hippocampe lors de la formation de la mémoire. Cependant, on sait peu de choses sur la fonction indépendante du protéasome du RPT6 « libre » dans le cerveau ou pendant la formation de la mémoire et sur la question de savoir si la phosphorylation de S120 est requise pour cette fonction de contrôle transcriptionnel.

Ici, nous avons utilisé le séquençage de l'ARN combiné à de nouvelles approches génétiques et à des tests biochimiques, moléculaires et comportementaux pour tester l'hypothèse selon laquelle pRPT6-S120 fonctionne indépendamment du protéasome pour se lier à l'ADN et réguler l'expression des gènes pendant la formation de la mémoire. Le séquençage de l'ARN après l'inactivation du RPT6 libre par l'intermédiaire des siARN a révélé 46 cibles génétiques dans l'hippocampe dorsal de souris mâles après conditionnement par la peur, dans lequel RPT6 était impliqué dans l'activation et la répression transcriptionnelle.

En plaçant le RPT6 synthétique médié par CRISPR-dCas9 dans un gène cible, nous avons découvert que la liaison à l'ADN de RPT6 seule peut être importante pour modifier l'expression des gènes après l'apprentissage.

De plus, la conversion de S120 en glycine sur RPT6 médiée par CRISPR-dCas13 a révélé que la phosphorylation au niveau de S120 est essentielle pour que RPT6 se lie correctement à l'ADN et régule la transcription pendant la formation de la mémoire.

Ensemble, nous révélons une nouvelle fonction de la phosphorylation de RPT6 dans le contrôle de la transcription des gènes lors de la formation de la mémoire.