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Jeudi 13 juillet 2000 hsingmas@aaas.org
C'est peut--être votre mère qui met votre horloge biologique au pas suggère la revue Science
Washington DC - La raison pour laquelle certains voyageurs souffrent du décalage horaire et d'autres pas pourrait tenir aux gènes maternels, explique un article paru dans le numéro du 14 juillet de la revue internationale Science.
Une étude française sur les rythmes circadiens, qui règlent le cycle biologique journalier, indique que le poisson zèbre femelle « règle » l'horloge biologique de ses petits avant la naissance. Les variations dans certains gènes maternels pourraient donc déterminer les facultés d'adaptation du système chronologique de l'organisme aux changements dans le cycle jour/nuit.
Jusqu'à présent, les scientifiques pensaient généralement que l'horloge biologique ne commence à fonctionner qu'au moment de la naissance sinon plus tard. Mais des chercheurs de l'Ecole normale supérieure, du CNRS et de l'Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire, CNRS/INSERM/ Université Louis Pasteur ont observé qu'un élément clé de l'horloge biologique est activé dans les oeufs de poisson zèbre avant leur fécondation. L'activité des gènes conserve le même rythme lorsque l'animal se développe.
« Ces constatations sont très surprenantes. On pensait jusqu'à présent que les rythmes circadiens avaient besoin d'un cerveau évolué et qu'ils ne fonctionnaient donc que plus tard », a déclaré Vincent Laudet, coauteur du rapport publié dans la revue Science en collaboration avec Franck Delaunay, Christine Thisse, Oriane Marchand et Bernard Thisse.
Les chercheurs étudient des moyens d'aider notre horloge biologique à se remettre à zéro après un vol transatlantique, par exemple, ou après une nuit de travail. Les perturbations de l'horloge biologique ont également été liées aux troubles du sommeil et aux troubles affectifs tels que la dépression. Le fait de comprendre comment l'horloge biologique est « mise à l'heure » pourrait marquer un important pas en avant dans le traitement de ces désordres.
Les gènes qui règlent l'horloge biologique sont encore mal connus, mais leur activité semble suivre un cycle autonome synchronisé par la lumière. Lorsqu'un gène circadien est activé, il ordonne à la cellule de produire des protéines, ce qui déclenche à terme un signal qui désactive le gène. Le processus recommence lorsque les conditions sont à nouveau modifiées, réactivant le gène.
Ensemble, les gènes circadiens créent ce qui est connu sous le nom de rythmes circadiens de l'organisme, lesquels contrôlent le rythme de divers changements biologiques, tels que la production d'hormones, la tension artérielle et le ralentissement du métabolisme pendant le sommeil.
Le gène circadien, ou gène « Per », est l'un des gènes circadiens les plus importants connus chez la mouche à fruits et les mammifères. Laudet et ses collègues ont identifié une version de ce gène, Per3, chez le poisson zèbre et ont constaté que l'activité du gène augmentait et diminuait à un rythme régulier dans les oeuf s fécondés et non fécondés, indépendamment du moment de fécondation.
De fait, les chercheurs ont observé ce schéma dans l'oeuf fécondé, ou « zygote », avant que le zygote n'ait commencé à exprimer ses propres gènes. (Jusqu'à un certain point, le zygote utilise les informations génétiques laissées dans l'oeuf.)
« L'embryon sait exactement quelle heure il est, même si son horloge interne ne fonctionne pas indépendamment », dit Laudet.
Laudet et ses collègues ont par conséquent ainsi su que l'embryon de poisson zèbre devait avoir reçu le gène Per3 « activé » directement de sa mère.
Les chercheurs présument que ce processus pourrait également intervenir chez les mammifères. L'équipe a étudié le poisson zèbre parce que son système génétique est relativement bien connu et que le jeune poisson se développe séparément de la mère. Les mammifères sont plus difficiles à étudier car la mère transmet diverses substances au foetus, ce qui pourrait influer sur l'horloge biologique du foetus.
L'étape suivante consiste à déterminer quelle partie de l'horloge biologique est transmise sous une forme complète. Laudet et ses collègues ont trouvé un autre gène, par exemple, qui semble n'intervenir dans le cycle circadien qu'à un stade ultérieur du développement.
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