Des chercheurs ont développé une nouvelle méthode de marquage des protéines naïves des récepteurs de neurotransmetteurs dans le cerveau d'animaux vivants.
Les travaux sont publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences . Les chercheurs comprennent le professeur Itaru Hamachi de l'Université de Kyoto, le professeur agrégé Hiroshi Nonaka, le professeur agrégé Kiyoshi Sakamoto et le doctorant Kazuki Shiraiwa.
Classiquement, les protéines émettant de la fluorescence (protéines fluorescentes) étaient exprimées dans un état fusionné à des protéines produites par modification génétique. Cependant, en raison des inquiétudes concernant (1) la nécessité d'une modification génétique, (2) l'entrave fonctionnelle des protéines fusionnées à la protéine cible et (3) les inquiétudes concernant les défauts lors de l'expression, il y avait une demande pour développer une technologie pour marquer (étiqueter) protéines dans un état plus naturel.
Pour la première fois au monde, le groupe de recherche a réussi à marquer chimiquement les récepteurs naturels des neurotransmetteurs dans le cerveau de souris sans manipulation génétique en utilisant la chimie de l'acylimidazole dirigée par un ligand (chimie LDAI). Par analyse par poursuite d'impulsions des récepteurs du glutamate de type AMPA (récepteurs AMPA) dans le cerveau du développement postnatal en utilisant cette méthode, il a été déterminé que les récepteurs AMPA qui remplissaient autrefois une fonction se déplaçaient vers des synapses qui jouent différents rôles et sont réutilisés.
En principe, cette technologie peut être appliquée non seulement aux souris mais également à d’autres espèces. Des développements peuvent également être attendus pour de nombreuses espèces, y compris les primates tels que les ouistitis, pour lesquels l'étiquetage d'une cible est difficile avec des méthodologies génétiques. De plus, elle peut être directement appliquée aux systèmes expérimentaux d'animaux modèles (modèles de maladies, souris génétiquement modifiées, etc.) établis à ce jour par des chercheurs du monde entier, et on peut s'attendre à ce que les relations entre la pathologie et la dynamique des récepteurs soient clarifiées.
De plus, cette technologie analyse non seulement le devenir (mouvement et durée de vie) des protéines, mais elle peut également être utile pour élucider la fonction des protéines naturelles chez des animaux individuels en introduisant diverses molécules fonctionnelles dans le futur, et la recherche est en cours.
Cette recherche a été menée en collaboration avec le professeur Shigeki Kiyonaka de l'Université de Nagoya, le professeur Etsuo Susaki de l'Université Juntendo, le professeur Hiroki Ueda de l'Université de Tokyo, le professeur Michisuke Yuzaki, le professeur agrégé Wataru Kakegawa et le professeur adjoint Itaru Arai de l'Université Keio.
Le projet de recherche en cours vise à élucider avec précision la transmission de l'information et la formation de réseaux intercellulaires au sein du système nerveux et du cerveau au niveau de molécules protéiques individuelles en créant des techniques moléculaires innovantes de biologie chimique.
Plus d'informations : Hiroshi Nonaka et al, Marquage chimique bioorthogonal des récepteurs de neurotransmetteurs endogènes dans le cerveau de souris vivantes, Actes de l'Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2313887121
Fourni par l'Agence japonaise pour la science et la technologie (JST)
