Auteur: Cristina Sampedro Torres-Quevedo
Nous avons l'habitude de parler des protéines amyloïdes en lien avec des pathologies, qu'il s'agisse des agrégats associés aux maladies à prions, à la maladie d'Alzheimer ou à la maladie de Parkinson, entre autres. Lorsque nous évoquons les agrégats amyloïdes, nous parlons de maladie, mais cela pourrait bien être sur le point de changer. Chez les bactéries, on sait depuis longtemps que cette corrélation n’est pas absolue et qu’il existe des protéines capables de former des amyloïdes qui s’agrègent et modifient leur fonction en guise d’adaptation biologique à un stimulus ; toutefois, ce phénomène n’avait pas encore été décrit chez d’autres êtres vivants. Récemment, des chercheurs d’une université de Hong Kong, en collaboration avec des chercheurs espagnols du CSIC, ont décrit une protéine formant des amyloïdes fonctionnels liés à la mémoire à long terme chez les mouches des fruits.
Dans une publication antérieure, ces mêmes auteurs avaient décrit comment, en réponse à la protéine Funes (un clin d’œil au personnage de la nouvelle de Borges, « Funes le mémorieux », qui ne pouvait rien oublier après avoir été victime d’un accident), la protéine Orb2 changeait de structure, s’agrégeait et passait d’un état inhibiteur à un état favorisant l’expression des gènes impliqués dans le maintien de la mémoire à long terme chez les mouches.
C'est cette deuxième protéine qui est au cœur de l'article actuel des auteurs, dans lequel ils cherchent à comprendre comment sa structure évolue et quel effet cela a sur la mémoire des mouches tout au long de leur vie. Les chercheurs ont constaté que cette protéine peut former différents types d'agrégats chez les mouches de tous âges, mais que la proportion de chaque type d'agrégat varie avec l'âge. Les mouches les plus jeunes présentent principalement des agrégats d’un type spécifique (3H, formés de trois molécules d’Orb2 liées entre elles), tandis qu’à mesure qu’elles vieillissent, la proportion de ces agrégats évolue : bien que ceux formés de trois molécules d’Orb2 ne disparaissent pas, leur fréquence diminue par rapport à ceux formés de deux, quatre, six, voire huit molécules d’Orb2. En plus d’être plus volumineux, les agrégats qui apparaissent avec l’âge sont plus résistants à la désagrégation, une caractéristique qui s’apparente davantage aux agrégats associés à une pathologie qu’à ceux ayant une fonction physiologique, car cette dernière nécessite souvent qu’ils puissent passer d’un état d’agrégation à un état libre avec une relative facilité.
Les auteurs expliquent que, parmi tous les agrégats capables de former la protéine Orb2, seuls ceux composés de trois molécules d'Orb2 favorisent l'expression des gènes liés à la formation et au maintien de la mémoire. Les autres agrégats perdent la capacité d'activer ces gènes, ce qui explique pourquoi la mémoire se détériore avec l'âge.
De plus, lorsque les chercheurs administraient la protéine Funes à des mouches âgées, leur protéine Orb2 parvenait à rétablir des types d’agrégats caractéristiques de la jeunesse, et la mémoire des mouches s’améliorait. À l’inverse, lorsqu’ils administraient aux jeunes mouches une protéine ayant une fonction opposée à celle de Funes, la CG6693, leur mémoire se détériorait. La conclusion est que l'âge influence les types d'Orb2 présents dans le cerveau des mouches, ce qui entraîne une altération de leur mémoire à long terme.
Et qu’en est-il chez l’être humain ? La protéine Orb2 existe-t-elle ? Chez les mammifères, une protéine analogue à Orb2 a effectivement été décrite, mais on ignore si elle forme ce type d’amyloïdes fonctionnels. Les auteurs soulignent également que des mutations de la protéine CG6693, qui inhibe la mémoire chez l’être humain, ont été associées à des déficits d’attention et de fonction exécutive chez des patients schizophrènes. Par conséquent, ces recherches menées sur les mouches pourraient s’avérer pertinentes pour l’étude de la mémoire chez des organismes dotés de fonctions cérébrales plus complexes.
Cette étude pourrait marquer le début d'un changement de paradigme, dans lequel les amyloïdes ne seraient plus considérées uniquement comme toxiques et responsables de maladies chez les espèces du règne animal, mais pourraient également jouer un rôle important dans le fonctionnement normal de certaines voies cellulaires. Par conséquent, la différence entre un amyloïde fonctionnel et un amyloïde non fonctionnel pourrait être davantage liée à ses conformations et à sa compatibilité avec le fonctionnement normal des cellules qu'à sa simple présence.
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