Les gènes de l'horloge changent avec l'âge 26.02.2017

Une grande partie dans un organisme vivant dépend des rythmes circadiens: ce n'est pas seulement l'alternance du sommeil et de l'éveil, mais aussi les caractéristiques de la formation de la mémoire, la restructuration des circuits neuronaux, l'immunité, le métabolisme, etc. Sommeil et immunité, et tout, tout , tout est contrôlé par un grand nombre de gènes , et les changements rythmiques sont dus au fait qu'à différents moments de la journée, beaucoup d'entre eux travaillent différemment, leur activité augmente ou diminue.

Si, cependant, certains dysfonctionnements apparaissent dans les rythmes, si les gènes, par exemple, commencent à s'activer au mauvais moment, ou si leur activité rythmique disparaît complètement, alors le corps commence à avoir de sérieux problèmes. Par exemple, on sait qu'en raison du développement de processus neurodégénératifs "d'horloge" gâtés, le stress intracellulaire augmente et des problèmes de métabolisme commencent. Soit dit en passant, la même chose se produit avec l'âge, donc on croyait généralement que les maladies liées à l'âge survenaient, entre autres, en raison de pannes dans la régulation des rythmes circadiens.

Certes, l'horloge biologique change au cours de la vie, mais ici tout l'intérêt, apparemment, n'est pas seulement et pas tant dans l'atténuation générale, le « redressement » des rythmes. Des chercheurs de l'Université de l'Oregon ont décidé de comparer l'évolution de l'horloge des mouches des fruits avec l'âge.

Il est connu que l'activité d'un gène peut être déterminée par la quantité d'ARN messager (ARNm) qui est synthétisée sur ce gène. L'ARN messager sert, grosso modo, d'intermédiaire entre l'ADN et les machines moléculaires qui assemblent les protéines. De manière générale, si l'on néglige certains détails, on peut dire que plus on synthétise d'ARNm, plus on obtient de protéine et plus la cellule ressent le travail du gène. La synthèse d'ARN, quant à elle, est soumise à divers régulateurs, parmi lesquels figure le mécanisme des rythmes circadiens. Et si nous analysons comment le niveau d'ARN messager de tel ou tel gène change au cours de la journée, nous saurons alors si le gène dépend ou non des rythmes circadiens.

Les scientifiques ont comparé l'ARN synthétisé à partir de différents gènes chez les mouches des fruits âgées de cinq jours et de cinquante-cinq jours. (Un jour de la vie d'une drosophile équivaut à un an de la vie humaine, vous pouvez donc imaginer quelle était la différence d'âge entre ces mouches expérimentales.) Et ces autres avaient des gènes qui obéissaient à un horaire quotidien, mais avec l'âge, de nombreux gènes ont les changements quotidiens d'activité ont disparu et seuls 45% sont restés "rythmiquement actifs" chez les mouches plus âgées. Il semblerait qu'il y ait un arrêt de l'horloge biologique lié à l'âge. Cependant, comme l'écrivent les auteurs dans Nature Communications, chez les mouches plus âgées, d'autres gènes sont soudainement devenus rythmiques, qui n'avaient pas répondu auparavant aux instructions de l'horloge interne.

De nombreux gènes "à rythme tardif" étaient anti-stress. Ils ont travaillé non seulement sur les vieilles mouches des fruits, mais aussi sur les jeunes - pour cela, les insectes ont dû organiser le stress oxydatif en les plaçant dans un environnement à forte teneur en oxygène. Curieusement, les gènes anti-stress, lorsqu'ils sont activés chez les jeunes mouches, ont commencé à fonctionner selon un rythme circadien, c'est-à-dire de la même manière qu'ils fonctionnaient chez les vieilles mouches. Et si chez la drosophile le gène de l'horloge, qui est considéré comme le principal "horloger" et dont dépend l'activité rythmique des autres gènes, était désactivé, alors chez les jeunes insectes, les gènes anti-stress ont cessé de fonctionner selon le cycle quotidien.

Plusieurs conclusions importantes découlent des résultats obtenus. Premièrement, comme nous l'avons déjà dit, on ne peut pas prétendre que l'horloge biologique se décompose simplement avec l'âge - le fait que certains gènes finissent par cesser d'être "actifs" dans le rythme quotidien signifie que d'autres viennent prendre leur place dans l'horloge biologique . Deuxièmement, il s'est avéré que certains gènes anti-stress fonctionnent en mode rythmique, quel que soit l'âge de leur propriétaire. Chez les jeunes, le corps est capable de faire face au même stress oxydatif sans effort supplémentaire, et il n'est nécessaire d'activer les gènes correspondants que dans des cas extrêmes, mais si cela se produit, ils fonctionneront à nouveau "au rythme de l'horloge".