À propos d’horloge interne.

Le rythme biologique joue un rôle important dans l’adaptation des êtres vivants à leur environnement, notamment pour celles exposées aux contraintes de la vie au grand air. Ainsi, l’alternance jour/nuit par exemple fait que les suites de périodes de sommeil et de veille s’organisent naturellement, et une bonne partie des organismes suit un rythme basé sur une période de 24 heures. Jusqu’à présent, ce rythme était présumé être d’origine génétique (comme on peut le lire par ailleurs sur la page Wikipedia), mais un couple d’articles parus dans le journal Nature vient remettre en cause ce paradigme, et donner un peu plus d’informations sur l’horloge interne.

Le premier article, écrit par des chercheurs de l’Université de Cambridge, s’intéresse aux globules rouges humains. Les scientifiques ont en effet extrait et purifié des globules rouges de donneurs (sains et volontaires), et les ont plongé dans le noir à la température du corps humain. Ils ont alors fait des relevés à intervalles réguliers, en se focalisant sur une protéine antioxydante, la Peroxiredoxin, produite en grande quantité par les globules rouges. Les chercheurs ont alors pu observer que la production de cette protéine suivait un rythme de 24 heures. Cela ne serait pas si étonnant si les globules rouges, contrairement à la grande majorité des autres cellules, ne possède pas d’ADN. L’horloge interne serait donc codée dans la structure de la cellule d’une façon différente.

Mieux connaître les mécanismes dirigeant l’horloge médicale peut présenter un intérêt sur le plan médical, puisque l’on sait qu’une horloge contrariée (pour des raisons professionnelles par exemple, dans le cas d’employés faisant des postes ou des pilotes de ligne) peut être associée au diabète ou à des problèmes mentaux.

Le second article, lui, nous vient en partie du Laboratoire d’Océanographie Microbienne de Banyuls. Ils ont suivi la même procédure que dans le cas des globules rouges, mais cette fois avec une algue du joli nom de Ostreococcus tauri. On sait que pour cette algue, l’activité génétique varie en fonction de l’heure de la journée (par exemple, le gène CCA1 est exprimé le matin, TOC1 le soir). Mais en plongeant l’algue dans l’obscurité, on peut arrêter son activité génétique. Ce qui n’empêche pas, comme dans le cas des globules rouges, que la production de Peroxiredoxine garde une période de 24 heures. Cela confirme l’étude précédente : en plus d’éventuels régulateurs génétique, l’horloge biologie est remontée par d’autres mécanismes, et il est fort possible qu’ils soient partagés par un très grand nombre d’organisme si l’on en croit les similitudes entre algues et globules rouges humains, pourtant séparés par l’évolution il y a très longtemps.

3 Responses to À propos d’horloge interne.

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  2. Tiens j’avais plutôt en tête que le rythme cellulaire naturel était de 25h, ce qui explique que les bébés se décalent naturellement au premiers jours de leur vie, avant de se stabiliser sur 24h de cycle.

  3. Tom Roud dit :

    A mon avis, tout ça reste à vérifier. Par exemple, le premier papier montre seulement deux oscillations, alors que le rythme endogène peut persister beaucoup beaucoup plus longtemps. On a peut-être un simple effet d’ entraînement qui s’ amortit.
    Sinon, c’ est bien connu maintenant depuis quelques années que l’ oscillateur circadien des cyanobactéries est en grande partie biochimique, cf :
    http://tomroud.owni.fr/2007/11/19/classique-lhistoire-des-trois-kais/
    les travaux plus récents ont mis en évidence que le couplage aux signaux extérieurs étaient eux aussi largement biochimiques (par exemple il me semble que le couplage à la lumière se fait via une modification de l’ état redox de ces bactéries).
    En fait, ce qui se passe est assez intéressant sociologiquement : c’ est comme si les travaux sur les bactéries ont changé le paradigme, et maintenant tout le monde cherche des oscillateurs métaboliques partout, d’ où des tas de publis dans Nature et Science …

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