À quel point les rythmes circadiens sont-ils répandus dans la nature ?

Etude du rythme circadien chez la souris à l'Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire d'Illkirch
Source iconographique et légendaire: http://www2.cnrs.fr/presse/communique/729.htm?&theme=7

Les rythmes circadiens jouent un rôle crucial dans la coordination de la physiologie, de l’homéostasie, et du comportement des systèmes biologiques. On a longtemps pensé que ces derniers étaient contrôlés par une horloge maître, toutefois, d’abondants résultats de récentes expériences suggèrent qu’une grande quantité de gènes et de métabolites montrent un rythme circadien d’expression. Chaque cellule peut se reprogrammer et sélectionner une relativement petite fraction du large répertoire de rythmes circadiens, en réponse aux changements génétiques, environnementaux, et même nutritionnels pouvant intervenir. V.R. Patel et al, dans Trends in Cell Biology – 1 054, publication en ligne en avant – première, 2 mai 2014

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ  

Connexion du métabolisme cellulaire aux horloges biologiques internes

Synchronisation du système circadien et ses différentes voies afférentes (photiques versus non photiques). In Annales Françaises d'Anesthésie et de Réanimation Volume 29, Issue 6, June 2010, Pages 470-477
Source iconographique et légendaire: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0750765810002236

L’horloge biologique interne est un est un dispositif cellulaire de mesure du temps, permettant aux organismes de contrôler leur comportement et leur physiologie autour de l’alternance jour – nuit. Chez les êtres humains, une distorsion de l’horloge biologique interne par rapport à son environnement, est synonyme d’altération de la santé, notamment troubles métaboliques et cancers. Dans les modèles actuels d’oscillation circadienne, les boucles de régulation transcription-traduction (BRTTs) sont considérées comme un mécanisme cardinal de contrôle du rythme intracellulaire. La découverte de nombreuses boucles cytosoliques ont étendu le modèle BRTT à la physiologie cellulaire toute entière. Cependant, de récentes études ont mis en évidence des rythmes métaboliques indépendants de tout mécanisme d’expression génique ; remettant en question ce faisant le modèle BRTT comme unique mécanisme cellulaire de mesure du temps. Ainsi, le moment est venu de réétudier ces modèles d’horloge interne en profondeur dans un contexte cellulaire plus vaste afin d’intégrer ses composantes génétiques, cytosoliques et métaboliques. Guillaume Rey and Akhilesh B. Reddy, in Trends in Cell Biology, online 5 February 2013, in press

Source: Science Direct / Traduction et adaptation: NZ

Sensibilité aux nutriments et horloge interne

Photo d'une cellule d'Ostréococcus de 1 micromètre obtenue en microscopie électronique à transmission. Les cellules expriment un gène (TOC1) de l'horologe circadienne, fusionné à la luciférase de ver luisant (courbe verte). L'expression rythmique de ce gène perdure en condition de jour continu (en jaune) après un entraînement en cycle jour/nuit (en jaune/noir): ceci indique qu'elle n'est plus contrôlée par l'alternance jour/nuit mais seulement par l'horloge biologique interne de la cellule.
Source iconographique et légendaire: http://www.cnrs.fr/insb/recherche/parutions/articles2010/jy-bouget.htm

Le système circadien opère une sychronisation des processus comportementaux et physiologiques, avec des alternances du cycle jour-nuit, optimisant ainsi les cycles énergétiques avec le lever et le coucher du soleil. Les horloges moléculaires montrent une organisation hiérarchique; les horloges neurobiologiques orchestrant la bascule quotidienne entre les périodes d'alimentation et de jeûne, les horloges périphériques générant des oscillations de 24 h de stockage et d'utilisation de l'énergie. De récentes études indiquent que les horloges répondent aux signaux des nutriments et qu'un régime riche en graisses exerce un effet sur la période d'activité locomotrice libre, propriété propre à l'horloge. L'un des buts principaux est d'identifier la base moléculaire de la relation réciproque entre les voies de signalisation du métabolisme et des rythmes circadiens. Le rôle des hormones peptidiques et des macromolécules comme signaux des nutriments, intégrant les systèmes circadiens et métaboliques, sont également soulignés. Clara B. Peek et al, in Trends in Endocrinology and Metabolism - 780, online 16 March 2012, in press

Source: http://www.sciencedirect.com/ / Traduction et adaptation: NZ