Projet MEMORNA : Comprendre la mémoire à long terme grâce aux drosophiles
La mémoire à long terme (MLT) est essentielle à nos apprentissages et à nos souvenirs, mais les mécanismes qui la rendent possible sont encore loin d’être complètement élucidés.
Les souvenirs durables reposent sur les synapses, ces connexions entre les neurones. Elles subissent des modifications moléculaires et structurelles pour permettre le stockage des souvenirs. Ces changements sont cruciaux pour la formation et la conservation de la mémoire, mais ils sont altérés dans certaines maladies neurologiques comme celles liées au développement ou au vieillissement.
Un élément clé de ce processus est la fabrication de nouvelles protéines directement au niveau des synapses. Ces protéines sont produites à partir d’instructions génétiques portées par des molécules d’ARN messager (ARNm), qui sont transportées jusqu’aux synapses et stockées dans des structures spécialisées appelées granules neuronaux. Ces granules agissent comme des "réserves", maintenant les ARNm en veille jusqu’à ce qu’un signal spécifique déclenche leur activation pour produire les protéines nécessaires.
Toutefois, les mécanismes précis de ce remodelage des granules neuronaux, et leur rôle dans la mémoire à long terme, restent encore à découvrir, notamment dans le cadre de circuits neuronaux fonctionnant en conditions réelles.
Contrairement à de nombreuses études réalisées en laboratoire sur des modèles in vitro, c’est-à-dire, des cultures cellulaires ou des tranches de cerveau qui ne reflètent pas complètement ce qui se passe dans un organisme vivant. Ce projet s’appuie sur un modèle vivant, la drosophile (mouche du fruit), pour explorer ces mécanismes dans des conditions réelles. L’utilisation de cet animal permet d’associer des tests fonctionnels précis de mémorisation avec l’analyse détaillée des mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués.
Ce projet de recherche vise à répondre à ces questions fondamentales en identifiant les circuits neuronaux et les mécanismes cellulaires responsables du remodelage des granules neuronaux lors de la formation des souvenirs. L’objectif est de décrypter comment la fabrication ciblée de protéines à partir des ARNm stockés au niveau des synapses contribue à la construction de la mémoire à long terme.
Pour y parvenir, les chercheurs utilisent un modèle particulièrement adapté : la drosophile (mouche du fruit). Ce modèle présente plusieurs avantages :
- Des protocoles robustes et bien établis permettent d’évaluer précisément la mémoire à court et long terme, grâce à des décennies de recherches sur cet organisme.
- Une riche boîte à outils génétiques permet de manipuler de façon ciblée l’expression des gènes et l’activité des neurones, offrant un contrôle précis des mécanismes étudiés.
- La compatibilité avec des techniques d’imagerie avancées, qui permettent d’observer directement les processus moléculaires et cellulaires en action.
Les travaux préliminaires de l’équipe suggèrent qu’une molécule particulière, la tyramine (une bioamine présente chez de nombreux organismes), joue un rôle clé dans le remodelage des granules neuronaux et la formation de la mémoire à long terme.
Ce projet cherche à :
- Identifier et cartographier les circuits neuronaux sensibles à la tyramine et sont impliqués dans la mémoire à long terme.
- Étudier les mécanismes moléculaires qui, sous l’effet de la tyramine, activent la traduction des ARNm dans les granules neuronaux.
- Prouver que ces mécanismes sont essentiels pour la formation de souvenirs durables.
Pour atteindre ces objectifs, trois équipes de recherche combinent leurs expertises :
- F. Besse, spécialiste des granules neuronaux et de leurs mécanismes cellulaires.
- M. Lagha, experte en imagerie dynamique des processus de traduction.
- A. Majumdar, spécialiste des circuits neuronaux de la mémoire.
En étudiant ces processus directement chez la drosophile, les chercheurs pourront apporter une vision intégrée des mécanismes qui sous-tendent la mémoire. Ces travaux pourraient non seulement éclairer des aspects fondamentaux de la biologie de la mémoire, mais aussi ouvrir la voie à de nouvelles stratégies pour traiter des maladies liées aux troubles mnésiques, comme Alzheimer.
Découvrez le portrait de Florence Besse à l'origine du projet MEMORNA !