De notre correspondante
L 'HORLOGE circadienne centrale qui régule les divers rythmes circadiens, comme le rythme veille-sommeil et la température, est située dans le cerveau, plus précisément chez les mammifères dans le noyau suprachiasmatique de l'hypothalamus. L'oscillateur de cette horloge chez la souris est composé de boucles de rétroaction faisant intervenir trois gènes période (mPer1, mPer2, mPer3), deux gènes cryptochrome (mCry1, mCry2) et deux gènes activateurs de la transcription (Clock et Bmal1).
Une étape clé dans ces boucles de rétroaction est l'arrêt déclenché par les protéines mCry de la transcription activées par Clock et Bmal1. Pour rester synchronisée sur le cycle solaire jour-nuit, l'horloge centrale est entraînée par la lumière reçue par les photorécepteurs de la rétine. Enfin, des oscillateurs moléculaires existent aussi dans les tissus périphériques, oscillant avec un décalage de 6 à 8 heures par rapport à l'horloge centrale. Ces horloges périphériques chez les mammifères ne répondent pas directement à la lumière, mais sont synchronisées par le système nerveux central.
Le mécanisme moléculaire de l'oscillateur périphérique
Une équipe de chercheurs japonais et hollandais, dirigée par le Dr Okamura (université de Kobe, Japon), a examiné chez la souris si le mécanisme moléculaire de l'oscillateur périphérique dans les fibroblastes cultivés ressemble à celui de l'oscillateur central cérébral. L'avantage des fibroblastes est que, faisant partie du tissu conjonctif, elles sont disponibles dans la peau. Pour cela, ils ont étudié en détail toutes les molécules intervenant dans l'horloge circadienne des fibroblastes de souris mis en culture.
Les chercheurs montrent que cet oscillateur périphérique est identique à l'oscillateur central :
- les mêmes gènes circadiens sont assemblés dans des boucles de rétroaction et les profils d'expression temporels de ces gènes sont les mêmes ;
- les phases des divers rythmes ARNm (ex : oscillation antiphase des gènes Bmal1 et mPer) sont les mêmes ;
- le délai entre la transcription (les taux maximaux d'ARNm) et l'apparition des protéines nucléaires mPer1 et mPer2 est le même ;
- il existe également une incapacité à produire des oscillations en l'absence de gènes mCry fonctionnels ;
- enfin, les protéines mCry contrôlent de la même façon la durée de la période de l'oscillateur.
Par conséquent, concluent les chercheurs, il pourrait être possible d'utiliser les fibroblastes de la peau « afin d'identifier les anomalies des gènes de l'horloge chez les patients qui ont des troubles circadiens ».
« Science », 13 avril 2001, p. 278.
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