L'horloge biologique et le métabolisme
L'horloge circadienne s'appuie sur les facteurs de transcription de base, CLOCK et BMAL1, pour inciter l'expression génétique rythmique afin de réguler le métabolisme et la physiologie quotidienne. Jusqu'à présent, la majorité des études ont analysé les oscillations du transcriptome. Néanmoins, étant donné que certaines protéines sont de véritables médiateurs des fonctions cellulaires, les scientifiques doivent réévaluer leur approche et élargir leurs travaux au niveau protéomique. Le projet CLOCKPROTEOMICS («Circadian clock function by quantitative proteomics and phosphoproteomics»), financé par l'UE, s'est penché sur le rôle des protéines dans le fonctionnement de l'horloge circadienne dans les tissus de souris. Des scientifiques ont utilisé la spectrométrie de masse (SM) de pointe en association à la protéomique quantitative pour étudier les rythmes circadiens dans l'expression des protéines de mammifères. Les chercheurs ont découvert qu'approximativement 6 % des protéines hépatiques étaient rythmées quotidiennement et leurs oscillations différaient de celles de leur transcriptions. Cela indique clairement que les mécanismes post-transcriptionnels influencent la phase des protéines rythmiques et par conséquent, les processus métaboliques. Les oscillations circadiennes des protéines hépatiques semblent être déterminantes, non seulement pour le métabolisme, mais également pour d'autres processus cellulaires. La prochaine étape pour le projet a été de décrire les oscillations circadiennes dans les protéines phosphorylées, une modification associée au fonctionnement des protéines. Les résultats ont montré qu'un grand nombre de protéines dans le foie des souris indiquaient différents rythmes au niveau de leur taux de phosphorylation. De plus, les scientifiques ont appliqué la SM pour analyser la liaison des complexes protéiques aux séquences d'ADN consensus et spécialement au promoteur du gène homologue 2 (per2) de protéine de rythme circadien. Ils ont identifié des interactions auparavant inconnues de BMAL et CLOCK qui s'attachent aux séquences d'ADN consensus et qui semblent jouer un rôle dans la modification de la chromatine. Les travaux par l'étude CLOCKPROTEOMICS ont souligné l'importance de l'horloge circadienne, par l'abondance des protéines, dans la régulation du métabolisme de mammifères. Les chercheurs ont fourni de solides preuves sur le mécanisme par lesquelles les complexes CLOCK/BMAL1 régulent la transcription génétique.
Mots‑clés
Horloge biologique, métabolisme, oscillations circadiennes, BMAL, CLOCK