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2010-11-16
Actualité médicale

Tags: horloge biologique -  heure -  éclairement - 
Une horloge biologique à l'heure quel que soit l'éclairement - Actualité médicale
Une horloge biologique à l'heure quel que soit l'éclairement

précision au cycle jour/nuit sans tenir compte des fluctuations extrêmes d'éclairement au cours d'une même journée et d'un jour à l'autre ? L'analyse mathématique des profils d'activité de deux gènes centraux de l'horloge biologique d'une algue verte microscopique vient d'être réalisée par des chercheurs de l'Observatoire océanologique de Banyuls (CNRS/UPMC), du Laboratoire de physique des lasers, atomes, molécules (CNRS/Université Lille 1) et de l'Institut de recherche interdisciplinaire (CNRS/ Universités Lille 1 et 2). Cette étude révèle que l'horloge biologique n'est sensible à l'éclairement que si elle se trouve décalée et doit être remise à l'heure. Ces travaux viennent d'être publiés dans la revue PloS Computational Biology.

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L'alternance jour/nuit induit des variations périodiques de l'environnement (lumière, température) que la plupart des organismes vivants, dont l'homme, anticipent grâce à une horloge interne dite circadienne. Ces horloges tournent sur une période proche des 24 heures que dure le cycle lumière/obscurité. Les rouages de ces horloges sont des gènes qui interagissent afin de moduler réciproquement leur activité : par exemple, un gène « A » produit des protéines qui activent un gène « B », qui produit à son tour des protéines qui quand elles sont actives, inactivent le gène « A », et ainsi de suite. L'activité de ces gènes oscille ainsi spontanément, avec une période proche des 24 heures. Dans la cellule, on peut ainsi avoir une indication de l'heure qu'il est en mesurant la concentration de ces protéines et donc leur activité.

Pour que cette oscillation biochimique soit calée sur le cycle jour/nuit, cela suppose que l'un des acteurs moléculaires, au moins, soit sensible à la lumière. Et ce d'autant plus que les moments clés que sont le lever du jour et la tombée de la nuit varient tout au long de l'année. Certaines protéines sont par exemple dégradées plus rapidement le soir, d'autres produites plus activement le matin. Or, l'éclairement solaire peut fluctuer fortement d'un jour à l'autre ou même dans une journée, en fonction de la couverture nuageuse. Ces variations devraient donc décaler l'horloge aléatoirement, la rendant inopérante… Une collaboration entre des biologistes et des physiciens vient de mettre en évidence un mécanisme simple qui résout ce mystère.

Des chercheurs de l'Observatoire océanologique de Banyuls (CNRS/UPMC) ont analysé l'horloge biologique de l'algue verte unicellulaire Ostreococcus tauri (1) dont les propriétés principales peuvent être expliquées par un oscillateur à deux gènes. Ils ont mesuré l'activité de ces ...

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Article écrit le 2010-11-16 par PloS Computational Biology - CNRS
Source: PloS Computational Biology - CNRS Accéder à la source

Mots clés: horloge biologique heure éclairement


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En savoir plus

Notes :
(1) L'algue verte unicellulaire Ostreococcus tauri, découverte en 1994 dans l'étang de Thau, est le plus petit eucaryote connu et constitue un organisme « modèle ».

Références :
Robustness of circadian clocks to daylight fluctuations: hints from the picoeucaryote Ostreococcus tauri
Quentin Thommen1,2,3,4, Benjamin Pfeuty1,2,3,4, Pierre-Emmanuel Morant1,2,3,4,
Florence Corellou5,6, François-Yves Bouget5,6, Marc Lefranc1,2,3,4,∗
1 Université Lille 1, Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes, et Molécules, UFR de Physique, F-59655 Villeneuve d'Ascq, France
2 Centre National de la Recherche Scientifique, UMR 8523, F-59655 Villeneuve d'Ascq Cedex, France
3 Université Lille 1, Institut de Recherche Interdisciplinaire, F-59655 Villeneuve d'Ascq, France
4 Centre National de la Recherche Scientifique, USR 3078, F-59655 Villeneuve d'Ascq, France
5 Université Pierre and Marie Curie Paris 06, Laboratoire d'Océanographie Microbienne, Observatoire Océanologique, F-66651 Banyuls/Mer, France
6 Centre National de la Recherche Scientifique, Laboratoire d'Océanographie Microbienne, Observatoire Océanologique, F-66651 Banyuls/Mer, France
PLoS Computational Biology, 11 novembre 2010.