Même les globules rouges ont leur horloge biologique

DES CHERCHEURS ont découvert une horloge biologique très ancienne sur le plan de l’évolution, dont le rôle peut être de « garder tout ce qui est vivant en rythme et à l’heure ». Deux études sont publiées dans « Nature » sur ce sujet. L’une montre que les globules rouges, cellules non nucléées, sont capables de rythmes circadiens. Et l’autre que la même horloge, dont le rythme est donné par les mêmes protéines (la famille des péroxyrédoxines), est présente chez une algue marine dont l’origine remonte à des millions d’années, aux périodes de la vie primitive sur la terre.

Jusqu’ici, tous les modèles moléculaires d’horloges biologiques chez les eucaryotes sont fondés sur des boucles de transcription. Pourtant, les scientifiques savent que l’activité de toutes les cellules est soumise à des rythmes circadiens, sans lesquels elles ne pourraient pas coordonner leurs activités quotidiennes.

Il doit donc exister des mécanismes ne passant pas par une transcription de l’ADN, ont estimé des chercheurs de l’Université de Cambridge. Ils les ont recherchés en étudiant l’hématie, qui comme chacun sait, est le siège de nombreux métabolismes, mais ne possède ni noyau ni ADN.

Une production de protéines qui suit un rythme bien défini.

Les hématies ont été incubées dans le noir à température corporelle. En examinant les protéines de la famille des péroxyrédoxines, qui sont produites en quantité dans ces cellules, on s’aperçoit qu’elles suivent un rythme bien défini sur 24 heures.

Les péroxyredoxines sont présentes dans toutes les cellules des organismes connus.

L’autre étude, menée par des chercheurs des Universités d’Édimbourg, de Cambridge et de l’Observatoire Océanographique de Banyuls en France, trouve un cycle similaire sur 24 heures chez une algue marine. Ce qui indique que les horloges biologiques ont été importantes à toutes les étapes de l’évolution. Lorsque les algues sont étudiées dans le noir, leur ADN n’est plus actif, mais les rythmes de production des péroxyredoxines maintiennent l’horloge en fonctionnement, sans le concours des gènes.

On comprend mieux pourquoi chez certains organismes qui sont des modèles sur lesquels il est facile de travailler (les levures, le nématode caenorhabditis elegans), on n’a pas détecté de gènes d’horloge biologique. Pourtant certaines de leurs fonctions obéissent à des rythmes circadiens.

On sait que les dérégulations des horloges biologiques, par exemple par le travail posté ou le décalage horaire, sont associées à certaines maladies (diabète, cancer, maladies psychiatriques…) Mieux connaître les horloges biologiques pourrait aider à traiter ces problèmes.

Nature, vol. 469, 27 janvier 2011.