Contexte et introduction de l’étude

Chez les animaux sociaux, la compétition entre individus et l’établissement de la hiérarchie sociale jouent un rôle clé dans la répartition des ressources, la stabilité des groupes et la conservation de l’énergie. Bien que l’on sache que le cortex préfrontal médial (mPFC) soit impliqué dans la régulation du comportement de compétition sociale et de la hiérarchie, les mécanismes moléculaires précis de cette régulation restent à élucider. Cette étude examine le rôle de l’ARN non codant long (lncRNA) SERA et sa régulation de PKM2 dans les neurones excitateurs pendant la compétition et la variation de la hiérarchie sociale.

Cette recherche, menée par des chercheurs de la Faculté de Médecine Tongji de l’Université des Sciences et Technologies de Huazhong, de l’Université de Boston, et du Centre Hospitalier pour Enfants de Cincinnati, a été publiée en 2024 dans la revue Cell Discovery, démontrant le nouveau rôle du chemin SERA/PKM2 dans la régulation du comportement social.

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Méthodologie et conception de l’expérience

L’étude se décompose en plusieurs phases utilisant diverses techniques expérimentales innovantes :

1. Mesure de la compétition sociale et de la hiérarchie

• Animaux et groupes expérimentaux : Des souris C57BL/6 ont été utilisées pour mesurer la compétitivité et la hiérarchie sociale par des tests de compétition alimentaire et de tube.
• Tests comportementaux :
  • Test de tube : Deux souris se rencontrent dans un tube et poussent l’une l’autre hors du tube pour déterminer un ordre de hiérarchie.
  • Test de point chaud : Dans un environnement froid, la durée de l’occupation d’un point chaud unique est observée.
  • Test de compétition alimentaire : Les souris affamées rivalisent pour obtenir un élément alimentaire unique, établissant un ordre de compétition.

2. Enregistrement et analyse de l’activité neuronale

• Implantation d’électrodes et enregistrement : Une électrode est implantée dans le cortex prélimbique (PL) pour enregistrer l’activité des neurones pendant la compétition.
• Classification des neurones : Les neurones sont classés selon leur réponse à la compétition ou au rang de l’adversaire.

3. Analyse des mécanismes moléculaires

• Séquençage ARN et analyse des événements d’épissage : Des techniques de tri cellulaire activé par la fluorescence (FACS) sont utilisées pour isoler les ARN des neurones excitateurs des souris à forte et faible compétitivité et analyser les événements d’épissage alternatif.
• Analyse du patron d’épissage de PKM : Le ratio PKM1/PKM2 est significativement réduit chez les souris à haute compétitivité.

4. Vérification fonctionnelle

• Régulation de PKM2 : Le système Tet-On/Off est utilisé pour moduler l’expression de PKM2 dans les neurones excitateurs du PL.
• Vérification de la fonction de SERA : La surexpression ou la suppression de SERA permet de tester son effet sur l’épissage de PKM et la compétition.

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Résultats et conclusions

1. Modulation de l’épissage de PKM et compétition sociale

• Chez les souris à haute compétitivité, le patron d’épissage du gène PKM est modifié, conduisant à une réduction du ratio PKM1/PKM2 dans les neurones excitateurs du PL.
• La modulation de l’expression de PKM2 affecte immédiatement l’activité des neurones liés à la compétition, influençant ainsi la compétitivité et la hiérarchie sociale.

2. Rôle de SERA dans la régulation de l’épissage de PKM

• SERA est un lncRNA principalement présent dans les neurones excitateurs du PL. Son expression est inversement corrélée au ratio PKM1/PKM2.
• SERA régule l’épissage de PKM en bloquant le site d’épissage du PKM après l’exon 10, inhibant ainsi la production de PKM2 et augmentant le ratio PKM1/PKM2.

3. Impact de PKM2 sur la fonction synaptique

• PKM2 est localisé au niveau postsynaptique et phosphoryle le récepteur AMPA (AMPAR) au site Ser845 du sous-unite Glua1, augmentant ainsi son expression membranaire et renforçant la transmission synaptique.
• L’utilisation d’un peptide bloquant la phosphorylation de Glua1 réduit la compétitivité et influence la hiérarchie sociale.

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Signification et perspectives d’application

Cette étude a révélé pour la première fois le rôle central du chemin SERA/PKM2 dans le comportement social. Voici les points principaux de son importance :

1. Signification théorique :

   • L’étude élargit notre compréhension des mécanismes neuronaux du comportement social, en particulier la façon dont le comportement de compétition influence la hiérarchie sociale à travers l’activité neuronale et les mécanismes moléculaires.
   • Elle met en évidence le nouveau rôle de PKM2 dans la fonction synaptique, agissant comme une kinase pour réguler l’expression membranaire des AMPAR.

2. Applications potentielles :

   • Elle offre un nouveau point de mire pour la recherche sur les troubles du comportement social, tels que la dépression et l’autisme.
   • PKM2 pourrait devenir une cible moléculaire clé pour améliorer les comportements sociaux via des interventions neurologiques et comportementales.

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Points forts et innovations de l’étude

1. Innovation méthodologique : La combinaison de la biologie moléculaire, de l’électrophysiologie et des tests comportementaux permet d’offrir une vision multi-niveaux du sujet.
2. Nouvelle découverte mécanistique : Le rôle de SERA dans la régulation de l’épissage de PKM et dans la compétition sociale est une découverte inédite.
3. Valeur appliquée : Les résultats ouvrent des possibilités de manipulation moléculaire pour la régulation du comportement social.

Cette étude, en combinant diverses approches disciplinaires, révèle la complexité des mécanismes moléculaires sous-jacents aux comportements de compétition sociale et fournit des références importantes pour comprendre la formation et le maintien desJ’ai traduit l’ensemble du rapport selon vos instructions. Si vous avez besoin d’autres ajustements ou si vous souhaitez approfondir un point en particulier, n’hésitez pas à me le faire savoir.