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Une horloge circadienne a été entièrement recréée dans un tube à essai. C’est la première fois que le stimulateur cellulaire a été produit en dehors d’un organisme vivant.

Une horloge venant des cyanobactéries

L’horloge copiée à partir d’une cyanobactérie, a été conçue par Carrie Partch, de l’université de Californie à Santa Cruz, et ses collègues. Elle est constituée de six protéines et peut fonctionner sans aucune intervention humaine pendant plusieurs jours. « Je pense que le record que nous avons obtenu jusqu’à présent est de deux semaines », déclare Mme Partch.

Les horloges circadiennes régulent le rythme de l’activité des différents systèmes cellulaires d’un organisme. Chez les cyanobactéries, elles fonctionnent généralement selon un cycle lumineux de 24 heures. « En formant cette horloge en dehors d’un organisme vivant, nous pouvons analyser de plus près certains aspects du processus », explique M. Partch.

L’équipe a également pu surveiller les rythmes au sein des cyanobactéries, en marquant les protéines par fluorescence pour obtenir des données en temps réel sur leur chronométrage.

Grâce à cette méthode et à l’ajout de mutations dans ce système en éprouvette qui désactivent certaines parties de l’horloge, les chercheurs ont découvert que deux des protéines, appelées SasA et KaiB, sont beaucoup plus influentes qu’on ne le pensait.

Une découverte impossible à faire sans cette horloge

« Nous pensions jusqu’à présent que SasA n’était qu’un amplificateur de l’horloge, qu’elle assurait la robustesse de l’ensemble », explique M. Partch. « Mais dans cette étude, nous avons découvert que cette fonction est largement dispensable et que, en fait, sa principale fonction est de recruter l’une des protéines centrales de l’horloge, KaiB. »

L’équipe n’aurait pas été en mesure de découvrir cela en se contentant d’observer l’horloge dans un organisme vivant, dit-elle. L’étape suivante consiste à déterminer comment cette horloge s’adapte au cycle de 24 heures, explique Mme Partch.

« C’est intéressant parce qu’ils ont réussi à étendre l’horloge des cyanobactéries in vitro pour y inclure les effets sur la sortie transcriptionnelle [qui affecte l’expression des gènes] », déclare Amita Sehgal de l’université de Pennsylvanie, notant que les horloges d’organismes plus complexes comme les humains fonctionnent également via ce système.

Cette recherche a été publiée dans Science.

Source : New Scientist
Crédit photo : iStock