Comment les températures corporelles influencent-elles l'horloge biologique?

Selon une étude publiée dans Science Le magazine Ueli Schibler, professeur à l’Université de Genève (UNIGE), en Suisse, a identifié un mécanisme moléculaire par lequel les rythmes de température corporelle influencent l’horloge biologique.
L'étude a été menée en collaboration avec des chercheurs de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).
Au cours de la journée, de nombreux processus dans notre corps fluctuent régulièrement. Ces variations peuvent être alimentées par des oscillateurs locaux présents dans nos cellules par des signaux systémiques contrôlés par le stimulateur maître, situé dans le cerveau. Dans cette étude, l'équipe montre également comment la production d'une protéine appelée DBP est modulée par les variations quotidiennes de la température. Le DBP est impliqué dans la détoxication et le métabolisme des médicaments.
Les horloges internes régulent de nombreuses fonctions physiologiques, telles que la température corporelle, la sécrétion d'hormones et la fréquence des battements cardiaques. La majorité des cellules de notre corps en possèdent une, formée par un groupe de «gènes d'horloge» présentant une activité cyclique qui atteint son maximum toutes les 24 heures. Ces oscillateurs locaux sont synchronisés par un stimulateur cardiaque central, situé dans le cerveau, qui s'adapte au temps géophysique par des cycles lumière-obscurité.
De plus, l'horloge maîtresse contrôle les signaux de coordination transmis aux oscillateurs subsidiaires. Schible, professeur au Département de biologie moléculaire de l’UNIGE, a déclaré: "Les variations de température corporelle constituent l’un de ces signaux de réarmement quotidien, mais nous ne savions pas comment cela fonctionnait."
De ce fait, les scientifiques ont créé un système permettant d’exposer les cellules à des cycles de températures corporelles simulées.
Jörg Morf, chercheur au PRN Frontiers in Genetics, a expliqué: "Nous avons découvert que les cycles de température modulent l'expression rythmique d'une protéine appelée CIRP, et que cette molécule est nécessaire pour une activation robuste des gènes de l'horloge au quotidien."

La majorité des protéines régulatrices se lient directement aux gènes afin de contrôler l'expression des gènes. Cependant, le CIRP se lie aux transcrits de gènes, les ARN.
L'équipe a mis au point une technique d'ingénierie génétique ultra sophistiquée et a découvert que presque tous les CIRP ciblaient les ARN dans les cellules vivantes. Cette technique a permis aux chercheurs de sonder le transcriptome, les ARN de tous les gènes transcrits à un moment donné.
Schibler a déclaré: "Le CIRP lie les transcrits codant différentes protéines d'oscillateur circadien dans la cellule, ce qui augmente leur stabilité et leur permet de s'accumuler."
Les chercheurs ont également pu localiser et compter chaque molécule d'ARN d'un gène circadien ciblé nommé Clock.
Ce système fonctionne un peu comme une horloge: les variations de température induisent une production rythmique de CIRP, ce qui renforce l'activation cyclique des gènes d'oscillateur circadien. Chez l'homme, la différence de 1 ° C dans la température corporelle observée entre le matin et le soir prend une nouvelle signification.
Schibler a expliqué:

"Nous avons récemment démontré qu'une fluctuation aussi faible était suffisante pour synchroniser les oscillateurs cellulaires.
Un de ces rouages ??biochimiques contrôlés par le CIRP induit une accumulation cyclique du DBP. Certains médicaments anti-tumoraux administrés à des souris malades le matin entraînent une mortalité de 100%, tandis que les rongeurs recevant la même dose le soir survivent tous. Cela montre à quel point les horloges internes peuvent influencer l'efficacité et la toxicité des médicaments. "

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