Ce sentiment interne lancinant qui vous pousse à chercher le sommeil la nuit et à vous réveiller le matin pour manger, travailler et jouer est, il s’avère, génétique, et ce n’est pas seulement chez les gens. Presque tous les organismes vivants – des animaux aux plantes ainsi que plusieurs micro-organismes et champignons – ont une horloge biologique interne, ou un rythme circadien.
Pourtant, les scientifiques ont été perplexes quant au fonctionnement de ces gènes. Maintenant, les scientifiques de Virginia Tech ont fait un pas de plus vers une réponse grâce à l’ADN d’une souris, une boîte de Pétri et beaucoup de patience. Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Genes & Development, Shihoko Kojima, professeure adjointe au Département des sciences biologiques du Virginia Tech College of Science et chercheuse au Fralin Life Sciences Institute, et son équipe ont identifié un nouveau gène, Per2AS, qui contrôle le cycle veille/sommeil chez la souris.
Per2AS semble être un nouveau type de gène, connu sous le nom de gène non codant. Contrairement à la plupart des autres gènes, Per2AS n’est pas traduit de l’ARN en une protéine ultérieure, ce qui rend sa fonction peu claire jusqu’à présent. (Les rythmes circadiens dérivent du latin circa diem, ou « environ un jour. »)
L’étude est en cours depuis plusieurs années. Neuf, exactement. Pourquoi le long mandat? Bon, c’est compliqué. Littéralement.
Il était difficile de savoir quel était son travail car Per2AS était un gène non codant. Les scientifiques ont accumulé beaucoup de connaissances et d’outils pour comprendre la fonction des gènes traditionnels. Cependant, ces outils ne peuvent pas être facilement applicables aux gènes non traditionnels, tels que Per2AS, car la plupart des outils sont fabriqués sur la base des caractéristiques uniques communes aux gènes traditionnels.. »
Shihoko Kojima, professeur adjoint, Département des sciences biologiques, Virginia Tech
En plus de Kojima, l’étude comprend la paternité de 13 membres de Virginia Tech, y compris des professeurs, d’anciens membres du personnel et des anciens élèves. Il s’agit du professeur distingué de l’Université John Tyson du Département des sciences biologiques et ancien directeur de la biologie des systèmes à l’Académie des sciences intégrées, de la spécialiste de la recherche Rebecca Mosig; les anciens de premier cycle Allison Castaneda, Jacob Deslauriers, Landon Frazier, Kevin He, Naseem Maghzian et Camille Schrier, dont la plupart cherchent à obtenir des diplômes supérieurs en soins de santé ou en recherche ; et les anciens élèves du lycée de Blacksburg Aarati Pokharel, maintenant à l’Université de Virginie, et Lily Zhu, maintenant à l’Université Johns Hopkins.
Selon Kojima, lorsque le projet du génome humain a démarré il y a environ 30 ans, les scientifiques pensaient alors que la plupart de notre génome était composé de gènes traditionnels, car on croyait que ces gènes contrôlaient des traits uniques que nous avons tous – couleur des yeux et des cheveux, taille et poids , personnalité. Cela ne s’est pas avéré être vrai.
« Il s’est avéré que seulement 2% de notre génome est utilisé pour les gènes traditionnels et le reste semble être des gènes non traditionnels. d’autres disent qu’ils ont des fonctions importantes », a-t-elle déclaré.
De plus en plus de preuves suggèrent qu’au moins certains gènes non traditionnels sont importants pour divers processus biologiques, tels que les activités neuronales, les fonctions immunitaires et la différenciation cellulaire, ainsi que le développement de maladies, notamment le cancer, la neurodégénérescence et les maladies génétiques congénitales. »
Le gros point à retenir : un gène non traditionnel peut avoir des fonctions pour contrôler notre horloge biologique et est donc important pour notre génome. En d’autres termes, les gènes non traditionnels sont aussi vitaux que leurs homologues plus basiques.
« Les gens ont aussi un gène équivalent », a déclaré Kojima. « Cependant, il n’est pas clair à ce stade si la version humaine a la ou les mêmes fonctions que la version souris. La plupart des organismes vivant sur Terre ont une horloge circadienne car il s’agit d’un système de synchronisation interne important pour s’adapter aux changements environnementaux quotidiens. causée par la rotation de la Terre. L’horloge circadienne de l’homme n’est pas très différente de celle des rongeurs ou des insectes.
Et après? Kojima veut étudier le gène dans un modèle murin vivant. Pas seulement à partir d’une boîte de Pétri. « Nous voulons également savoir si ce gène se trouve dans de nombreux autres organismes. Si tel est le cas, cela signifierait que ce gène est très important. »
La source:
Référence de la revue :
Mosig, RA, et al. (2021) Transcription antisens naturelle de Période2, Per2AS, régule l’amplitude de l’horloge circadienne de la souris. Gènes et développement. doi.org/10.1101/gad.343541.120.