L'horloge interne comme l'alimentation, rythme le travail du foie, nous apprend cette étude de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). On savait déjà que la majorité des protéines produites dans les cellules qui composent l'horloge biologique sont produites au cours de pics, ou moments clés, de la journée et de la nuit. Ces nouvelles données, publiées dans les Actes de l’Académie des Sciences américaine (PNAS) démontrent le même principe pour les protéines hépatiques.
L'horloge circadienne est à la base de la physiologie rythmique et des oscillations dans l'expression des gènes et donc la production de protéines, chez la plupart des organismes vivants. Bien que ces rythmes fassent l'objet de nombreuses études et que les effets de leur perturbation aient été déjà associés à de nombreuses pathologies, les auteurs précisent qu'il existe encore peu de données sur les modèles d'accumulation de protéines.
Dans cette étude, les chercheurs suisses ont évalué l'évolution des niveaux de protéines dans le « protéome hépatique » de la souris, durant le cycle lumière-obscurité. Ils identifient ici plusieurs centaines de protéines qui présentent des oscillations de niveaux diurnes avec des pics dans la matinée et pendant la nuit, liés aux fonctions physiologiques essentielles hépatiques.
En étudiant par spectométrie de masse les protéines extraites de foies de souris, les chercheurs ont mesuré les concentrations de plus de 5.000 protéines différentes et constatent qu'environ 6% sont exprimées de façon rythmiques et, plus surprenant –note le communiqué de l'EPFL- que plus de la moitié de ces protéines rythmiques sont issues de gènes normalement pas influencés par l'horloge circadienne.
Cette observation suggère que ce n'est pas la traduction des gènes en protéines qui est influencée par l'horloge circadienne, mais plutôt la façon dont le foie choisit de stocker ces protéines ou de les relâcher dans l'organisme.
Sécrétion, accumulation, diffusion: Les chercheurs constatent, chez la souris, une accumulation des protéines sécrétées durant la nuit et une sécrétion plus importante pendant la journée. Il en résulte une concentration plasmatique maximale durant la nuit, la période active de la souris. Le rythme imposé par l'alimentation a également un impact sur le cycle de production des protéines et les auteurs précisent que c'est ben lorsque les 2 rythmes, biologique et alimentaire sont en phase que les contrastes sont les plus forts.
Il s'agit maintenant pour les chercheurs d'étudier ce qui se passe chez l'être humain avec pour objectif le développement de nouvelles thérapies basées sur l'alimentation pour les troubles liés au dérèglement de l'horloge biologique. Un objectif dans l'axe de cette précédente étude de l'Université de Californie Irvine, publiée dans la revue Cell, qui suggérait que l'on peut, par le biais de la nutrition, reprogrammer notre horloge et donc notre métabolisme.
N.B. Le Nestlé Institute of Health Sciences (NIHS) a également participé à cette étude
Communiqué EPFL et PNAS January 7, 2014 doi: 10.1073/pnas.1314066111 Circadian clock-dependent and -independent rhythmic proteomes implement distinct diurnal functions in mouse liver (Visuel © Igor Normann – Fotolia.com)
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