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Un gène de la bêtise a-t-il été identifié ?

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Des souris plus intelligentes ont pu être créées génétiquement à l'Emory University School of Medicine en éliminant de son génome un gène limitant l'apprentissage. Les scientifiques l'ont surnommé le gène Homer Simpson...

L'hippocampe est une structure du cerveau (encadrée en rouge) impliquée dans la mémorisation des souvenirs. © Eleanor Maguire

En plus d'être un joli petit poisson, l'hippocampe est aussi une structure contenue dans le cerveau qui tire justement son nom de la forme enroulée de l'animal. Comme beaucoup de régions du cerveau, cette structure est associée à un rôle particulier. Ainsi, l'hippocampe est clairement le siège de la fabrication des souvenirs et probablement aussi impliqué dans le processus de rappel de ces souvenirs après des stimulations (odeur, musique, voix...), même si des incertitudes persistent quant à son mécanisme.

Il existe notamment une région au sein de l'hippocampe dont le rôle reste bien mystérieux. Nommée CA2 (pour Corne d’Ammon 2), elle est la voisine des régions CA1 et CA3. Le rôle de ces deux régions est pourtant bien identifié : elles forment un circuit neuronal avec une autre région de l'hippocampe (le gyrus denté) par lequel les informations circulent activement de neurone en neurone et participent au processus de la mémoire.

En plus d'être fonctionnellement indépendante, la structure CA2 semble  moins active que ses voisines. Par exemple, les synapses des neurones de cette région utilisent un mécanisme simple de transmission de l'information, alors que les régions voisines utilisent le mécanisme dit de potentialisation à long terme qui permet une transmission de l'information plus intense.

Dans le journal Proceedings of the National Academy of Sciences, les scientifiques ont montré une autre particularité de la région CA2 : une protéine de signalisation appelée « RGS14 » s'accumule en grandes quantités dans ces neurones. Etudiée depuis une dizaine d'années, cette protéine serait impliquée dans la régulation d'une voie de signalisation cellulaire nécessaire aux processus cérébraux de la mémoire ou de l'apprentissage.

Les souris qui n'expriment plus la protéine RGS14 ressemblent beaucoup aux souris normales mais ont des capacités d'apprentissage supérieures. © Rama / Licence Creative Commons

Des OGM plus intelligents…

Pour mieux caractériser le rôle d'une protéine, une des stratégies est de l'éliminer et d'observer les conséquences. C'est ce qui a été fait pour la protéine RGS14. Des souris ont été modifiées génétiquement, c'est-à-dire que le gène a été coupé pour que la protéine RGS14 ne soit plus exprimée. Les souris ont ensuite été analysées sous différents angles pour mettre en lumière des différences par rapport aux souris normales.

Les neurones de la région CA2 ont d'abord été testés. L'analyse de la réponse de ces neurones à une stimulation électrique montre que la mutation les rend maintenant capables d'assurer le mécanisme complexe de potentialisation à long terme. Les neurones mutés ont une réponse plus forte à la stimulation que les neurones des souris normales.

Ensuite, les souris ont été soumises à des tests comportementaux. Du point de vue de l'apprentissage, ces souris transgéniques montrent des capacités améliorées. Elles reconnaissent plus aisément les objets qui leur avaient déjà été présentés. De plus, lorsqu'elles sont placées dans un labyrinthe inondé, les souris mutées retrouvent plus facilement la plate-forme sur laquelle se reposer, grâce à la reconnaissance de repères visuels.

Puisqu'il semble logique que de plus grandes facultés d'apprentissage favorisent les chances de survie, pourquoi les souris (ou l'homme qui possède un homologue de cette protéine) possèderaient des gènes qui limiteraient ce potentiel ? D'autant qu'a priori, ces souris ne semblent pas affectées par la perte de la protéine RGS14. Il est possible qu'en fait RGS14 ait un rôle important mais qu'il n'ait pas pu être mis en évidence au cours des expériences réalisées. Le gène Homer Simpson aura peut-être bientôt un surnom moins péjoratif...