Épigénétique et mémoire

Epigenetics and memory

Brain Research Institute, Medical Faculty of the University of Zürich and Department of Biology, Swiss Federal Institute of Technology, Winterthurerstrasse 190, 8057 Zürich, Switzerland

Auteur correspondant : Isabelle M. Mansuy, mansuy@hifo.uzh.ch

Reçu : 3 Janvier 2010

Résumé

Le marquage épigénétique de la chromatine dans le cerveau a récemment été reconnu comme un mécanisme essentiel aux fonctions cérébrales comme l’apprentissage et la formation de la mémoire. Il permet aux cellules nerveuses, non seulement de répondre aux stimulations environnementales et de moduler leur profil d’expression génique, mais également de créer et maintenir une identité propre. Le code épigénétique est conféré par un ensemble de modifications covalentes appliquées sur les éléments de base de la chromatine, l’ADN et les protéines histones. Ces modifications sont catalysées par des enzymes spécifiques et des mécanismes adaptés, et comprennent la méthylation de l’ADN et de nombreuses modifications post-traductionnelles des protéines histones, telles que l’acétylation, la phosphorylation, la méthylation et l’ubiquitination. Elles sont à la fois stables et hautement dynamiques, et sont activées lors de la stimulation des circuits neuronaux mais peuvent persister longuement. Leur étude chez des modèles animaux a démontré leur importance, et révélé une partie de leur mode de fonctionnement.

Abstract

The epigenetic marking of chromatin in the brain has recently been recognized as an essential mechanism for brain functions such as learning and memory formation. It allows nerve cells not only to respond to environmental stimuli and modulate their profile of gene expression, but also to establish and maintain their own identity. The epigenetic code is conferred by a set of covalent modifications on the basic elements of chromatin, DNA and histone proteins. These changes are catalyzed by specific enzymes and mechanisms, which include DNA methylation, and post-translational modifications of histone proteins such as acetylation, phosphorylation, methylation and ubiquitination. They are both stable and highly dynamic, and are triggered during stimulation of neuronal circuits but can also persist thereafter. Their study in animal models has demonstrated their importance, and revealed some of their modes of function.