Les rouages des gènes horlogers sont huilés par des micro ARN - Des chercheurs de l’UNIGE dévoilent le rôle-clé que ces éléments génétiques jouent dans le système circadien

Nos cellules possèdent une horloge interne, un ensemble de gènes dont l’expression cyclique atteint un pic spécifique quotidiennement. Certains organes, tels que le foie, expriment un grand nombre de ces gènes circadiens, dont l’activité doit être réglée et synchronisée avec précision. A l’Université de Genève (UNIGE), une équipe de chercheurs du Pôle de recherche national Frontiers in Genetics vient de découvrir que l’un des modulateurs importants de ces gènes est un micro ARN spécifique. Ce dernier appartient à une classe de petites molécules qui régulent la production de certaines protéines dans nos cellules. Or, jusqu’à présent, leur implication dans les rouages de l’horloge biologique demeurait un mystère. Cette lacune est désormais comblée par le groupe du prof. Ueli Schibler, qui publie son étude dans la revue Genes & Development du 1er juin 2009.

Les êtres vivants se sont adaptés à l’alternance du jour et de la nuit grâce à la présence d’une horloge interne, située au niveau du cerveau. Celle-ci permet de synchroniser l’expression de nos gènes et nos fonctions physiologiques avec le temps géophysique. La plupart de nos cellules possèdent en outre une horloge subalterne, un ensemble de gènes dont l’expression cyclique atteint un pic spécifique en vingt-quatre heures.

Au niveau du foie, plus de 350 gènes impliqués dans le métabolisme, notamment celui du cholestérol et des lipides, sont exprimés de façon circadienne, soit avec un rythme biologique de 24 heures. Bon nombre d’entre eux sont également influencés par le rythme des prises de nourriture. Leur activité doit donc être réglée et synchronisée avec précision, afin d’obtenir une cohésion entre les divers processus métaboliques.

Les micro ARN réduisent les gènes au silence
Le prof. Ueli Schibler, du Département de biologie moléculaire de l’UNIGE, s’intéresse aux mécanismes qui animent les minuscules oscillateurs dans les cellules du foie. Parmi les facteurs susceptibles de moduler des gènes horlogers, l’attention de David Gatfield, un de ses collaborateurs, s’est portée sur les micro ARN. Ces éléments génétiques ont tous comme point commun de pouvoir inhiber la synthèse de protéines spécifiques, ce qui permet aux cellules de réduire l’activité de certains gènes.

«Nous avons étudié le rôle d’un micro ARN très abondant dans le foie, appelé miR-122. Cette molécule a attiré beaucoup d’attention depuis la découverte de son rôle régulateur dans le métabolisme du cholestérol et des lipides, ainsi que son implication dans la réplication du virus de l’hépatite C», rapporte le scientifique.

Fonctionnement de l’oscillateur moléculaire…
Le groupe de chercheurs a découvert que miR-122 est fortement impliqué dans la régulation de l’horloge biologique des hépatocytes. Ce micro ARN module en effet de nombreux gènes circadiens, en affectant l’amplitude et la durée de leur expression. MiR-122 est en outre lui-même sous l’influence d’un facteur de transcription connu pour sa fonction dans les rouages de l’horloge circadienne.

…et réplication du virus
«Il sera intéressant de déterminer si la connexion entre les rythmes circadiens et miR-122 s’étend également au rôle de ce micro ARN dans la réplication du virus de l’hépatite C», relève David Gatfield. Le fait de savoir si cette dernière est tributaire de périodes spécifiques de la journée contribuerait beaucoup à notre compréhension du cycle de vie de ce redoutable pathogène.

Au cours de ces dernières années, les scientifiques ont découvert l’implication des micro ARN dans des fonctions physiologiques essentielles telles que la croissance et la mort cellulaire programmée, ainsi que les mécanismes de carcinogenèse. L’équipe d’Ueli Schibler ajoute une pierre à cet édifice en inscrivant miR-122 au cœur des rouages des gènes horlogers.

Contacts: Ueli Schibler au 022 379 61 75

2009