Découverte de nouvelles classes d’ARN pour l’apprentissage et la mémoire

Des chercheurs de l’Université du Queensland (UQ) ont découvert une nouvelle façon dont l’acide ribonucléique (ARN) affecte l’apprentissage et la mémoire liés à la peur.

Le professeur Timothy Bredy du Queensland Brain Institute de l’UQ a déclaré qu’il s’agissait d’un exemple passionnant du rôle de l’ARN dans le réglage précis des fonctions cellulaires du cerveau.

Dans un article publié dans Communications naturellesles chercheurs ont démontré qu’un ARN non codant appelé Gas5 coordonne le trafic et le regroupement des molécules d’ARN à l’intérieur des longs processus des neurones et orchestre l’excitabilité neuronale en temps réel qui contribue à l’apprentissage et à la mémoire.

“Comprendre le monde complexe de l’ARN est un domaine émergent rapidement de la recherche en neurosciences, dans lequel nous en apprenons constamment davantage sur la façon dont les différentes classes d’ARN contrôlent la communication entre et au sein des cellules cérébrales”, a déclaré Bredy.

“Dans cette étude, nous avons découvert que l’apprentissage des ARN au niveau de la synapse, et un en particulier appelé Gas5, semble être particulièrement nécessaire à la mémoire d’extinction de la peur.

“Il se passe beaucoup plus de choses avec ces types de molécules d’ARN que nous ne le pensions au départ, et le fait qu’elles influencent la fonction cellulaire en une milliseconde, ce qui reflète les changements en temps réel de la fonction synaptique qui se produisent dans le cerveau pendant l’apprentissage, est extraordinaire.

“L’ARN non codant pourrait être le chaînon manquant pour comprendre comment le cerveau traite les entrées d’une importance cruciale qui conduisent à la formation de la mémoire.”

Cette étude s’appuie sur des découvertes antérieures du laboratoire Bredy qui ont identifié une population distincte d’ARN liés à l’apprentissage qui s’accumulent près de la synapse, la jonction entre les neurones qui leur permet de communiquer.

Dans cet article, publié dans le Journal des neurosciencesl’équipe a partagé la découverte de plusieurs nouveaux ARN spécifiques aux synapses hébergeant une étiquette chimique spécifique appelée N⁶-méthyladénosine (m⁶UN).

L’auteur principal, le Dr Sachithrani Madugalle, a déclaré que les résultats mettaient en évidence l’importance de m⁶Les ARN A-modifiés dans la régulation de la plasticité synaptique.

“Les lecteurs sont des protéines qui se lient à l’étiquette chimique et la dirigent vers des emplacements et des fonctions”, a déclaré le Dr Madugalle.

“Les lecteurs nous ont permis de déterminer le rôle fonctionnel de m⁶Molécules d’ARN A-modifiées dans la formation de nouvelles mémoires.

“En examinant l’un de ces ARN, Malat1, nous avons découvert les protéines clés qui interagissent avec cet ARN et soutiennent les processus liés à un type important de mémoire appelé extinction de la peur.

“La déficience d’extinction de la peur est associée au trouble de stress post-traumatique (SSPT).

“Quand Malat1 est chimiquement décoré avec m⁶A, cela lui permet d’interagir avec différentes protéines du compartiment synaptique, ce qui peut alors altérer les mécanismes impliqués dans la formation de la mémoire d’extinction de la peur.

« Ces nouvelles informations pourraient éclairer le développement de futures thérapies à base d’ARN pour lutter contre le SSPT.

“En comprenant où, quand et comment une molécule d’ARN est activée et en disposant d’un marqueur précis, nous aiderons à identifier la cible des thérapies.”

Dans les deux études, l’équipe a utilisé un nouvel outil innovant qui leur a permis de manipuler l’état fonctionnel d’une molécule d’ARN, en collaboration avec le professeur Bryan Dickinson et le Dr Simone Rauch de l’Université de Chicago.

“Nous recherchons maintenant des moyens d’exploiter l’ARN pour contrôler les aspects de la fonction synaptique sous-jacents à la formation de la mémoire et potentiellement développer un traitement à base d’ARN pour le traitement du SSPT et de la phobie”, a déclaré le professeur Bredy.