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Une étude met en évidence la "colle moléculaire" qui favorise la formation et la stabilisation de la mémoire
Dernière revue: 02.07.2025
Qu'il s'agisse de notre première visite au zoo ou du moment où nous avons appris à faire du vélo, nous avons des souvenirs d'enfance qui durent toute une vie. Mais comment ces souvenirs durent-ils si longtemps?
Une étude publiée dans la revue Science Advances par une équipe internationale de scientifiques a révélé les bases biologiques de la mémoire à long terme. La découverte principale réside dans le rôle de la molécule KIBRA, qui agit comme une « colle » pour d'autres molécules, consolidant ainsi la formation des souvenirs.
« Les précédentes tentatives pour comprendre comment les molécules stockent les souvenirs à long terme se sont concentrées sur les actions individuelles de chaque molécule », explique Andre Fenton, professeur de neurosciences à l'Université de New York et l'un des principaux chercheurs. « Notre étude montre comment ces molécules interagissent entre elles pour garantir la pérennité des souvenirs. »
« Une meilleure compréhension de la façon dont nous stockons nos souvenirs aidera à éclairer les efforts futurs pour étudier et traiter les troubles liés à la mémoire », ajoute Todd Sacktor, professeur à SUNY Downstate Health Sciences et l'un des principaux chercheurs.
On sait depuis longtemps que les neurones stockent l'information selon des schémas de synapses fortes et faibles, qui déterminent la connectivité et le fonctionnement des réseaux neuronaux. Cependant, les molécules des synapses sont instables: elles se déplacent constamment à l'intérieur des neurones, s'usent et sont remplacées en quelques heures ou quelques jours. Cela soulève la question: comment les souvenirs peuvent-ils être stables pendant des années, voire des décennies?
Dans le modèle murin, les chercheurs se sont concentrés sur le rôle de KIBRA, une protéine exprimée dans les reins et le cerveau, dont les variants génétiques sont associés à une bonne comme à une mauvaise mémoire. Ils ont étudié l'interaction de KIBRA avec d'autres molécules importantes pour la formation de la mémoire, en l'occurrence la protéine kinase Mzeta (PKMzeta). Cette enzyme est une molécule clé pour le renforcement des synapses normales chez les mammifères, mais elle se dégrade après quelques jours.
Des expériences ont montré que KIBRA est le « chaînon manquant » dans les mémoires à long terme, agissant comme une « étiquette synaptique permanente » ou une colle qui se fixe aux synapses fortes et au PKMzeta tout en évitant les synapses faibles.
« Lors de la formation d'un souvenir, les synapses impliquées dans ce processus sont activées, et KIBRA est placé sélectivement au niveau de ces synapses », explique Sacktor, professeur de physiologie, pharmacologie, anesthésiologie et neurosciences à SUNY Downstate. « PKMzeta se fixe ensuite à l'étiquette synaptique de KIBRA et maintient ces synapses fortes. Cela permet aux synapses de se fixer au KIBRA nouvellement formé, attirant ainsi davantage de PKMzeta nouvellement formés. »
Plus précisément, leurs expériences, décrites dans un article paru dans Science Advances, montrent que la rupture de la connexion KIBRA-PKMzeta efface les vieux souvenirs.
Des études antérieures ont montré que des augmentations aléatoires de PKMzeta dans le cerveau améliorent les souvenirs faibles ou en déclin, ce qui était surprenant car cette protéine agirait à des endroits aléatoires. Le marquage synaptique persistant par KIBRA explique pourquoi un supplément de PKMzeta améliore la mémoire en agissant uniquement aux endroits marqués par KIBRA.
« Le mécanisme de marquage synaptique persistant explique pour la première fois ces résultats, qui ont des implications cliniques pour les troubles de la mémoire neurologiques et psychiatriques », a déclaré Fenton, qui travaille également à l'Institut des neurosciences du NYU Langone Medical Center.
Les auteurs de l'article soulignent que l'étude confirme un concept introduit en 1984 par Francis Crick. Sacktor et Fenton soulignent que son hypothèse pour expliquer le rôle du cerveau dans le stockage de la mémoire malgré les changements cellulaires et moléculaires constants repose sur le mécanisme du « Navire de Thésée » – un argument philosophique issu de la mythologie grecque selon lequel de nouvelles planches remplacent les anciennes pour soutenir le « Navire de Thésée » au fil des ans.
« Le mécanisme de marquage synaptique persistant est analogue à la façon dont les nouvelles cartes remplacent les anciennes pour maintenir le navire de Thésée à travers les générations, et permet aux souvenirs de persister pendant des années même lorsque les protéines qui soutiennent la mémoire sont remplacées », explique Sacktor.
Francis Crick avait intuitivement prédit ce mécanisme du Vaisseau de Thésée, prédisant même le rôle de la protéine kinase. Mais il a fallu 40 ans pour découvrir que les composants étaient KIBRA et PKMzeta, et pour comprendre leur mécanisme d'interaction.