Environ deux tiers des gènes codant pour des protéines (c'est-à-dire des gènes actifs dans les cellules) sont exprimés de façon cyclique au cours des 24 heures, qui varie beaucoup d’un tissu à l’autre, ce qui confirme que, en plus de l’horloge centrale, chaque organe dispose de sa propre horloge.

Une équipe française de l'Inserm, dont les travaux sont publiés dans la revue Science, fournit une cartographie inédite de l’expression circadienne des gènes pour l’ensemble des organes.

Jusque-là, explique le communiqué de l'Inserm, les études explorant le rythme circadien dans les différents organes étaient menées principalement chez des animaux comme la drosophile (travaux récompensés l’année dernière par le prix Nobel) et les espèces nocturnes, en particulier la souris.

Afin de travailler chez des espèces plus proches de l’homme, « les chercheurs ont analysé les ARNs de plus de 25 000 gènes de 64 organes et tissus, toutes les deux heures et pendant 24 heures, chez des primates non humains. Les organes principaux ont été passés au crible ainsi que différentes régions du cerveau. » Ce travail colossal, commencé il y a dix ans, a nécessité deux ans d’analyse.

Dans les cellules, les ARN deviennent des protéines ou restent à l’état d’ARN avec des propriétés régulatrices sur d’autres molécules. C’est ce qu’on appelle le transcriptome.

« Les auteurs ont constaté que 80 % des gènes exprimés de façon cyclique, codent pour des protéines assurant des fonctions essentielles de la vie des cellules comme l’élimination des déchets, la réplication et la réparation de l’ADN, le métabolisme, etc. Mais, il existe une très grande diversité des transcriptomes, c’est-à-dire de l’ensemble des ARN, présents dans les cellules des différents échantillons au cours des 24 heures.

Le nombre de gènes exprimés de façon cyclique varie en nombre (environ 3000 dans la thyroïde ou le cortex préfrontal contre seulement 200 dans la moelle osseuse) et en nature : moins de 1 % des gènes “rythmiques” dans un tissu le sont également dans les autres tissus.

Même les treize gènes connus de l’horloge biologique, que les auteurs s’attendaient à retrouver de façon cyclique dans tous les échantillons, n’y sont finalement pas tous présents, pas dans les mêmes quantités ou pas au même moment. Les seuls points communs entre ces 64 tissus sont finalement les pics bien définis d’expression des gènes au cours de la journée : en fin de matinée et en début de soirée. Le premier, le plus important, survient entre 6 et 8 heures après le réveil avec plus de 11 000 gènes exprimés à ce moment-là dans l’organisme. Et le second moins intense voit environ 5000 gènes en action dans les tissus. Puis, les cellules sont quasiment au repos au cours de la nuit, particulièrement lors de la première partie de la nuit. »

« Deux tiers des gènes codants fortement rythmés, c’est beaucoup plus que ce à quoi nous nous attendions » souligne Howard Cooper de l'Inserm.

« Mais surtout, 82 % d’entre eux codent des protéines ciblées par des médicaments ou sont des cibles thérapeutiques pour de futurs traitements. Cela prouve combien il est important de tenir compte de l’horloge biologique pour administrer les médicaments au bon moment de la journée afin d’améliorer l’efficacité et de réduire les effets indésirables.

Quelques experts travaillent sur ces questions, notamment dans le domaine du cancer , mais il faut à mon avis aller beaucoup plus loin. C’est pourquoi nous préparons un véritable atlas, sous forme de base de données consultable, pour permettre aux scientifiques du monde entier de connaitre enfin le profil d’expression de chaque gène dans les différents organes au cours de 24 heures », précise le chercheur.

Pour plus d'informations sur la chronobiologie, voyez les liens plus bas.

Psychomédia avec sources : Inserm, Science.
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