L'horloge biologique et le métabolisme

Les oscillations circadiennes s'appuient sur les protéines maîtresses CLOCK et BMAL1 pour influencer l'expression génétique rythmique impliquée dans certaines fonctions biologiques sous contrôle circadien. Jusqu'à présent, la majorité des études ont analysé les oscillations du transcriptome. Néanmoins, étant donné que certaines protéines sont de véritables médiateurs de la fonction cellulaire, 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 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 sont rythmées quotidiennement et leurs oscillations diffèrent de celles de leur transcriptions. Cela indique clairement que les mécanismes post-transcriptionnels sont responsables de la phase des protéines rythmiques et des 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 à un meilleur fonctionnement des protéines. Les résultats ont indiqué des oscillations circadiennes dans les taux de phosphorylation des protéines hépatiques.

De plus, les scientifiques ont analysé les complexes protéiques qui s'attachent aux séquences d'ADN consensus et spécialement au promoteur du gène homologue 2 (per2) de protéine de rythme circadien. Ils ont identifié des protéines supplémentaires en plus de BMAL et de CLOCK qui s'attachent aux séquences d'ADN consensus et ont décrit pour la première fois le rôle des protéines clock dans la modification de chromatine.

Les travaux de CLOCKPROTEOMICS ont mis en évidence l'importance de l'horloge circadienne dans le métabolisme animal. Les chercheurs ont fourni une plateforme de connaissances solides sur le mécanisme sur lequel les protéines CLOCK régulent la transcription génétique.