Des scientifiques ont identifié un gène essentiel pour réguler les cycles veille-sommeil

Des scientifiques ont identifié un gène essentiel pour réguler les cycles veille-sommeil
Des scientifiques ont identifié un gène essentiel pour réguler les cycles veille-sommeil

Notre rythme biologique interne, c’est-à-dire l’horloge interne, contrôle de nombreux processus physiologiques. Il fonctionne 24h/24 et 7j/7 et se produit même en l’absence de déclencheurs externes, tels que des changements de lumière ou de température.

L’horloge interne est située chez l’homme dans l’hypothalamus. En raison de cette horloge interne, nous sommes plus éveillés du matin jusqu’à la fin de la journée.

Comme les humains, tous les animaux ont des rythmes circadiens. À l’aide de la drosophile, la petite mouche trouvée sur les fruits mûrs, des scientifiques de l’Université de Genève ont étudié les mécanismes qui régulent ces horloges internes. De nombreux gènes de la drosophile sont conservés entre la mouche et les organismes supérieurs. Cela permet d’étendre le champ des découvertes des mouches des fruits à l’homme.

Les scientifiques ont utilisé des capteurs infrarouges pour détecter les mouvements des mouches dans des tubes afin d’analyser facilement leurs cycles veille-sommeil. Sur 24 heures, les mouches dorment environ 10 heures la nuit, puis sont actives toute la journée, à l’exception d’une sieste d’environ 4 à 5 heures.

Les scientifiques ont également observé des mouches avec un cycle veille-sommeil dérégulé et dont une zone particulière du cerveau, appelée «corps champignon» en raison de sa forme caractéristique, est endommagée. Ils ont analysé l’expression des gènes dans cette zone du cerveau de la drosophile saine.

Blanca Lago Solis, chercheuse au Département de génétique et évolution, a déclaré : « Nous avons identifié un gène, Nf1, dont l’expression fluctue en fonction des phases veille-sommeil de la mouche : son expression augmente lorsque les mouches sont éveillées, alors qu’elle diminue pendant leur sommeil.

Les biologistes ont observé des mouches qui expriment faiblement ce gène, quelle que soit l’heure de la journée, pour confirmer le lien entre ce gène et le rythme circadien. Ces mouches sont dérégulées et ont beaucoup plus de phases de sommeil.

La protéine NF1 est en amont d’une cascade régulatrice qui déclenche la libération de calcium, nécessaire à l’activation des neurones des champignons du cerveau. L’expression de Nf1 provoque une activité plus élevée des neurones dans cette zone du cerveau pendant la journée que la nuit, favorisant ainsi l’éveil diurne. L’homologue humain de Nf1 est un gène qui empêche le développement de tumeurs dans le système nerveux.

Emi Nagoshi, professeur au Département de génétique et évolution de la Faculté des sciences de l’UNIGE, a déclaré : « Lorsqu’une personne porte une mutation du gène Nf1, elle souffre de neurofibromatose, une maladie génétique courante qui prédispose au développement de tumeurs du système nerveux. L’un des symptômes des patients atteints de neurofibromatose est la perturbation du sommeil, et il sera intéressant d’explorer le rôle potentiel de la Nf1 dans ce phénomène.

Référence de la revue :
  1. Machado Almeida, P., Lago Solis, B., Stickley, L. et al. La neurofibromine 1 dans les neurones du corps du champignon médie le réveil circadien en activant la signalisation AMPc-PKA. Nat Commun 12, 5758 (2021). DOI : 10.1038/s41467-021-26031-2
 
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