HORLOGES BIOLOGIQUES

Une organisation cellulaire complexe : l'horloge des mammifères

Un mécanisme moléculaire conservé

Le développement récent des études génétiques et moléculaires de l'horloge circadienne chez la souris a abouti à une description relativement détaillée de l'oscillateur qui s'avère très proche de celui des insectes (fig. 4). Les gènes d'horloge ont été multipliés au cours de l'évolution des vertébrés : il y a trois gènes per chez les mammifères, gènes déjà présents chez le poisson-zèbre, et les protéines CRY semblent avoir remplacé TIM pour former le complexe protéique central de la boucle de rétro-action. Comme pour le complexe PER-TIM des insectes, les modifications post-traductionnelles des complexes PER-CRY (en particulier les phosphorylations) vont déterminer leur durée de vie et leur localisation dans le cytoplasme ou le noyau de la cellule. Par ailleurs, une complexité supplémentaire apparaît dans le contrôle transcriptionnel des gènes per et cry, d'une part, et bmal1 (homologue du gène cycle de la drosophile), d'autre part, qui fait intervenir d'autres facteurs de transcription. Enfin, le déphasage des oscillations par la lumière semble s'effectuer par une activation transcriptionnelle des gènes per (fig. 4).

Pathologies associées à des défauts de l'horloge

Horloge et troubles du sommeil

L'être humain possède les mêmes gènes d'horloge que la souris, et ceux-ci fonctionnent de manière similaire. Le premier défaut génétique associé à un syndrome perturbant les cycles veille-sommeil a été mis en évidence en 2001. Le « syndrome familial de phase de sommeil avancée » (FASPS) est caractérisé par un endormissement en début de soirée et un réveil à l'aube (vers 4 heures du matin), le sommeil étant aussi long et profond que la normale. L'analyse génétique d'une famille comptant plusieurs patients atteints de FASPS a montré que les perturbations du cycle veille-sommeil étaient associées à la présence d'un allèle muté du gène per2. La mutation touche [...]

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Médias de l’article

Horloges biologiques. Rythmes circadiens d'activité des cellules « d'horloge »
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Horloges biologiques. Expression de gènes d'horloge chez la drosophile.
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Horloges biologiques. Boucle circadienne de régulation par rétroaction dans un neurone d'horloge du cerveau de drosophile
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Horloges biologiques : un modèle de régulation bien conservé chez les animaux
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