La localisation des ARN dans les neurones : un mécanisme clé pour la mémoire à long terme

Pour former des souvenirs durables, le cerveau doit ajuster ses connexions neuronales, notamment en transportant des ARN jusqu’aux synapses, où ils sont traduits localement en protéines. Dans un article publié dans Nature Communications, des scientifiques ont combiné plusieurs approches chez la drosophile pour identifier les ARN se localisant spécifiquement le long des axones. Ils ont montré que cette localisation est essentielle à la consolidation de la mémoire et ont élucidé le mécanisme de guidage de ces ARN vers leur destination. Cette découverte éclaire sur le rôle du transport des ARN dans la mémoire et ouvre des perspectives pour les maladies neurodégénératives.

Le rôle clé des ARN dans la plasticité synaptique

La mémoire à long terme est un processus fondamental qui permet aux organismes de stocker et de récupérer des informations sur des événements passés, ce qui leur permet de répondre de manière adaptée à leur environnement. Au niveau cellulaire, ce type de mémoire repose sur la plasticité synaptique, c'est-à-dire la capacité des neurones à renforcer ou à affaiblir leurs connexions synaptiques en fonction de l'expérience.

Un mécanisme essentiel à la plasticité synaptique est la régulation locale de l'expression des gènes, notamment par le transport et la traduction locale des ARN messagers (ARNm) au niveau des synapses. Cependant, les mécanismes précis qui contrôlent la localisation des ARNm dans les neurones et leur rôle dans la mémoire à long terme restent mal compris.

Dans une étude publiée dans la revue Nature Communications, les scientifiques ont combiné des techniques de profilage des ARNm au niveau des synapses avec de l'imagerie cérébrale à haute résolution chez la drosophile. Cette approche a permis d'identifier des ARNm localisés spécifiquement dans les axones des neurones impliqués dans la mémoire. Par des approches fonctionnelles, ils ont également découvert une protéine de liaison à l’ARN conservée, appelée Imp, qui agit comme un « guide » pour aider ces ARNm à atteindre leur destination. En étudiant des mouches porteuses d’une mutation dans le gène lmp, qui bloque ce transport vers les synapses, ils ont montré que cette localisation des ARNm est cruciale pour la mémoire à long terme, mais qu’elle n’est pas nécessaire pour la mémoire à court terme.

Un mécanisme essentiel pour la consolidation de la mémoire

Ces résultats mettent en lumière un mécanisme fondamental de régulation de l'expression des gènes au niveau des synapses, essentiel à la consolidation de la mémoire à long terme. Ils suggèrent que la localisation précise des ARNm dans les neurones est cruciale pour la plasticité synaptique et la formation de souvenirs durables.

Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour la recherche sur les maladies neurodégénératives, telles que la maladie d'Alzheimer, où la mémoire est gravement altérée. En comprenant mieux les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la formation de la mémoire à long terme, nous pourrions être en mesure de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour prévenir ou traiter ces maladies.

Figure : Les molécules d’ARN (spots rouges) se localisent le long des prolongements axonaux des neurones de mémoire (en bleu) dans le cerveau de drosophile. Différents sous-compartiments (en vert), possédant des signatures moléculaires spécifiques peuvent être définis le long des axones.

En savoir plus

de Queiroz, B.R., Laghrissi, H., Rajeev, S. et al. Axonal RNA localization is essential for long-term memory. Nat Commun 16, 2560 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57651-7

Contact

Florence Besse | Directrice de recherche CNRS à l'Institut de biologie Valrose (iBV) - (CNRS/Inserm/Université Côte d'Azur) | +33 4 89 15 07 45 | Florence.BESSE@univ-cotedazur.fr

Source : INSB - CNRS