Née en 1963, Erin Schuman a étudié à l’Université de Californie du Sud avant d’obtenir un doctorat en neurosciences de l’Université de Princeton aux Etats-Unis. Elle a ensuite poursuivi ses recherches postdoctorales en Physiologie moléculaire et cellulaire à l’Université de Stanford. En 1993, elle rejoint la Faculté de biologie du California Institute of Technology et intègre le Howard Hugues Medical Institue en 1997. En 2009, elle est recrutée comme co-directrice fondatrice du nouveau Max Planck Institute for Brain Research à Francfort où elle dirige le département de plasticité synaptique.

Erin Schuman a été élue membre de l’Organisation européenne de biologie moléculaire (EMBO) en 2014 et de l’Académie allemande des sciences Leopoldina en 2017. Elle s’est vu attribuer de nombreuses distinctions, notamment le Pew Biomedical Scholar Award, le Beckman Young Investigator Award et plus récemment, le Salpeter Lifetime Achievement award de la Society for Neuroscience américaine.

Solutions locales à la gestion des protéines dans le cerveau

Les cellules neuronales du cerveau (les «neurones»), avec leurs arborescences dendritiques et axonales élaborées, sont les cellules les plus complexes et étendues du corps, d’un point de vue structurel. Elles ont aussi la particularité de ne plus se multiplier, et donc survivent toute une vie. L’efficacité de la communication entre neurones est déterminée et régulée par des protéines que l’on trouve au niveau des connexions inter-neuronales, les «synapses». L’intégrité de ces synapses et leur possibilité de changer déterminent notre capacité à former et à garder nos expériences en mémoire. Dans chaque neurone, la plupart des synapses sont situées loin du corps cellulaire et de son noyau, typiquement sources de la synthèse des protéines. Compte tenu de la distance entre ces synapses et le corps cellulaire, comment obtiennent-elles les protéines dont elles ont besoin pour fonctionner au bon endroit, au bon moment et en quantité adéquate? Erin Schuman a démontré que de nombreuses protéines sont en fait fabriquées localement près des synapses et peuvent être utilisées pour modifier la communication synaptique, un corrélat cellulaire de la mémoire.

Erin Schuman et son équipe ont découvert que la synthèse des protéines se produit aussi dans les arborescences neuronales, c’est à dire loin du corps cellulaire. Pour étudier la traduction des protéines depuis l’ARN messager (ARNm) in vivo, son laboratoire a développé des techniques permettant la détection des protéines nouvellement synthétisées. En 1996, alors qu’elle explore l’impact des facteurs de croissance sur l’amélioration de la communication cérébrale, Schuman découvre que la synthèse locale des protéines dans les dendrites est nécessaire pour cette forme de plasticité. Elle obtient les premières preuves directes que la synthèse des protéines dans les dendrites a lieu localement. Son équipe a ensuite isolé des milliers d’ARNm localisés dans les axones et les dendrites. En outre, Schuman (avec ses collègues David Tirrell et Daniela Dieterich) a développé de nouvelles méthodes in vivo pour marquer, purifier, identifier et visualiser les protéines nouvellement synthétisées, à l’aide d’acides aminés non-canoniques et de la chimie dite «click». Les travaux d’Erin Schuman illustrent comment les mécanismes de synthèse et de régulation des protéines se sont développées pour répondre aux besoins particuliers des neurones. Ses recherches visent à comprendre la plasticité du cerveau, un aspect essentiel dans les processus d’apprentissage et de mémorisation mais également pour la réadaptation sensorielle, motrice et psychologique après une lésion cérébrale.