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Les scientifiques emploient une méthode en deux étapes nouvelle pour suivre des protéines réceptrices

Les neurones dans notre système nerveux « parlent » entre eux en envoyant et en recevant les messages chimiques les neurotransmetteurs appelées. Cette transmission est facilitée par les récepteurs appelés de protéines de membrane cellulaire, qui captent des neurotransmetteurs et les transmettent par relais en travers des cellules. Dans une étude récente publiée dans des transmissions de nature, les scientifiques du Japon enregistrent leurs découvertes sur la dynamique des récepteurs, qui peuvent activer la compréhension des procédés de la formation et d'apprendre de mémoire.

Le règlement du mouvement et de la localisation de récepteur dans le neurone est important pour la plasticité synaptique, un procédé important dans le système nerveux central. Un type spécifique de récepteur de glutamate, connu sous le nom de récepteur de glutamate d'AMPA-type (AMPAR), subit un cycle continuel du « trafic », étant fait un cycle dans et hors de la membrane neuronale. « Un règlement précis de ceci procédé « de trafic » est associé à apprendre, formation de mémoire, et développement dans des circuits neuraux, » dit professeur Shigeki Kiyonaka d'université de Nagoya, Japon, qui a abouti l'étude mentionnée ci-dessus.

Tandis que les méthodes pour analyser le trafic d'AMPARs sont aplenty procurable, chacune a ses limitations. Les approches biochimiques comprennent « étiqueter » une protéine réceptrice avec de la biotine (une vitamine de B). Cependant, ceci exige la purification des protéines après l'étiquetage, gênant l'analyse quantitative. Une autre méthode qui concerne produire des protéines réceptrices de « fusion » marquées d'une protéine fluorescente peut nuire le procédé de trafic lui-même. « Dans la plupart des cas, ces méthodes se fondent en grande partie sur l'overexpression des sous-unités d'objectif. Cependant, l'overexpression d'une sous-unité unique de récepteur peut nuire la localisation et/ou le trafic des récepteurs indigènes dans des neurones », explique prof. Kiyonaka.

À cet effet, les chercheurs de l'université de Nagoya, de l'université de Kyoto, et de l'université de Keio ont développé un réactif AMPAR-sélecteur (un agent chimique qui entraîne les réactions) qui leur ont permises de marquer AMPARs avec les sondes chimiques dans des neurones cultivés d'une façon en deux étapes, combinant le marquage basé sur affinité avec une réaction biocompatible. La méthode neuve, comme anticipée par prof. Kiyonaka, prouvé pour être supérieur à le conventionnel : elle a permis à des scientifiques d'analyser le récepteur trafiquant au-dessus des périodes plus courtes ainsi que beaucoup plus longues (plus de 120 heures) et n'a pas exigé des opérations supplémentaires de purification après marquage.

Les analyses de l'équipe ont montré une concentration plus élevée triple d'AMPARs aux synapses avec des dendrites ainsi qu'une demi vie de 33 heures dans des neurones. Supplémentaire, les scientifiques avaient l'habitude cette technique pour marquer et analyser le trafic des récepteurs de glutamate de NMDA-type (NMDARs), et ont obtenu une demi vie de 22 heures dans des neurones. Intéressant, les deux valeurs de demi vie étaient sensiblement plus longues que ceux rapportées dans HEK293T (une lignée cellulaire de rein). Les chercheurs ont attribué ceci à la formation de grands composés de protéine réceptrice de glutamate et -- dans le cas d'AMPARs -- une différence dans des niveaux de phosphorylation.

L'équipe est excitée par des implications potentielles de leurs découvertes. « Notre méthode peut contribuer à notre compréhension des rôles physiologiques et pathophysiologiques du récepteur de glutamate trafiquant dans des neurones. Ceci, consécutivement, peut nous aider à comprendre la formation fondamentale de mémoire de mécanisme moléculaire et le procédé d'apprendre, » dit prof. Kiyonaka.

L'étude fournit un oeil plus attentif à -- et nous porte une opération plus près du déchiffrement -- les procédés de la mémoire et apprendre au niveau moléculaire.

Source:
Journal reference:

Ojima, K., et al. (2021) Ligand-directed two-step labeling to quantify neuronal glutamate receptor trafficking. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-021-21082-x.