« L’organisme est essentiellement une collection d’horloges. Nous savions grossièrement quel était le mécanisme qui ordonnait à l’horloge de se mettre au repos pour la nuit, mais nous ignorions ce qui l’activait au petit matin. Maintenant que nous l’avons découvert, nous pouvons explorer plus profondément le mauvais fonctionnement de nos horloges biologiques lorsque nous vieillissons et que nous déclarons des maladies chroniques », explique le Dr Satchidananda Panda, du Salk Institute for Biological Studies (La Jolla, États-Unis) qui a dirigé ce travail.
Notre horloge biologique, qui contrôle nos rythmes circadiens tels les cycles de veille-sommeil, de température corporelle et de sécrétions hormonales, réside au cœur même de nos cellules. Ses rouages moléculaires reposent sur des boucles transcriptionnelles et traductionnelles de gènes circadiens (ou « gènes d’horloge »).
La protéine Per.
On savait que le complexe formé par les protéines Clock et Bmal1 active la transcription du gène Per (Period), élevant ainsi le taux cellulaire de la protéine Per durant la journée, un acteur central de notre horloge biologique. Lorsque la concentration de la protéine Per atteint un pic le soir, cela met un frein sur le complexe Clock/Bmal1, abaissant de ce fait le niveau de Per durant la nuit, ce qui entraîne un ralentissement de nos fonctions biologiques.
Mais on ignorait jusqu’ici quelle était la nature précise du frein nocturne, et surtout ce qui réactivait le complexe Clock-Bmal1 au petit matin. DiTacchio, Panda et coll. viennent d’identifier la protéine JARID1a comme étant la molécule de réveil des cellules et de l’organisme.
Étudiant des cellules humaines, des cellules de souris et la mouche drosophile, ils montrent qu’elle est requise pour qu’existe une fonction circadienne normale.
Ainsi, dans les cellules humaines et murines génétiquement déficientes en JARID1a, les taux de protéine Per et l’expression d’autres gènes circadiens s’élèvent à peine. La période des rythmes circadiens est atténuée. Cela est également observé chez la mouche drosophile génétiquement déficiente pour le gène équivalent (lid). L’insecte n’a plus de rythme éveil/sommeil normal et se trouve condamné à faire de fréquentes siestes jour et nuit.
Les troubles du sommeil.
Les résultats suggèrent un modèle dans lequel, chaque matin, la protéine JARID1a, connue pour être une déméthylase d’histone, réactive le complexe Clock-Bmal1 en inhibant la protéine frein HDAC1 (histone désacétylase1).
Les chercheurs peuvent désormais explorer le rôle que pourrait jouer la protéine JARID1a dans les troubles du sommeil et les maladies chroniques, en l’utilisant peut-être comme une cible pour de nouvelles thérapeutiques.
« Maintenant que nous avons découvert que la protéine JARID1a active notre cycle diurne, nous disposons d’une nouvelle voie pour tenter de comprendre pourquoi les rythmes circadiens de certains individus sont déréglés. Nous pourrons peut-être identifier de nouvelles approches pour les traiter », conclut le Dr Panda.
Pharmaco pratique
Accompagner la patiente souffrant d’endométriose
3 questions à…
Françoise Amouroux
Cas de comptoir
Les allergies aux pollens
Pharmaco pratique
Les traitements de la sclérose en plaques