Nobel de médecine: l'horloge biologique, un mécanisme bien huilé

Aujourd'hui, tout le monde ou presque connaît le terme "horloge biologique". Mais avant les travaux de trois généticiens américains, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash et Michael W. Young, récompensés ce lundi par le prix Nobel de Médecine, son fonctionnement était obscur.

Selon l'Académie, "leurs découvertes des mécanismes moléculaires qui règlent les rythmes circadiens", sont donc primordiales, elles ont même apporté "un grand bénéfice à l'humanité", comme tous les travaux primés par le Nobel.

De la mouche à l'homme

Pourquoi? Parce que leurs recherches ont permis de mieux comprendre les mécanismes qui permettent aux êtres humains, mais aussi aux plantes et aux animaux, d'adapter leur rythme biologique en fonction des cycles jour-nuit.

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Ce qui, par extension, a permis de mieux comprendre les troubles du sommeil chez l'Homme et leurs effets sur la santé et l'espérance de vie. Des sujets qui ont rarement été autant d'actualité dans nos sociétés modernes, où la performance est devenue un impératif socio-culturel tandis que le bien-être personnel ou la pénibilité au travail sont de plus en plus considérés.

Tout a commencé avec l'observation de... mouches de vinaigre, grâce auxquelles les trois généticiens ont isolé en 1984 un "gène horloge" interne à la cellule, c'est-à-dire un gène qui contrôle le rythme biologique journalier.

Jeffrey C. Hall et Michael Rosbash ont ensuite montré que ce gène, s'il fonctionne correctement, fabrique une protéine qui s'accumule dans la cellule au cours de la nuit avant d'être consommée le jour. Michael Young identifiera un second gène, puis un troisième, déterminants dans la régulation de l'ensemble de "l'horlogerie des cellules".

"Chaque cellule a des gènes horloge, qui lui disent à quel moment il faut qu'elle soit active et à quel moment il faut qu'elle se repose", explique Joëlle Adrien, directrice de recherche à l'Inserm, interrogée par l'AFP. L'horloge biologique principale, située dans le cerveau, s'occupe ensuite de jouer le rôle de chef d'orchestre entre toutes les cellules "parce que si chaque cellule va à son rythme, c'est la cacophonie", ajoute Joëlle Adrien, de l'Institut national du sommeil et de la vigilance.

Ces découvertes ont permis aux trois généticiens de mieux comprendre le rythme circadien, qui est d'environ 24h. Ce rythme est l'une des fonctions vitales primordiales des êtres vivants multicellulaires: il régule le sommeil, les comportements alimentaires, la pression artérielle et la température corporelle.

Un lien avec l'espérance de vie

Comme le rappelle Le Huffpo, les rythmes circadiens ont été découverts au XVIIe siècle grâce à... du mimosa. Les scientifiques avaient alors placé un arbuste dans une pièce obscure et s'étaient rendus compte que la plante continuait à ouvrir ses feuilles le matin, même s'il n'y avait pas de soleil.

Mais avant les travaux des trois généticiens, on ne comprenait vraiment comment ces rythmes fonctionnaient, et surtout à cause de quoi. Grâce à leurs découvertes, la recherche moderne a pu mettre en lumière le rôle fondamental de ce mécanisme sur notre appétit, le niveau de production de certaines hormones, notre température corporelle et même l'espérance de vie et la santé, comme les conséquences néfastes du travail de nuit à long terme sur l'organisme des infirmières et des ouvriers postés, par exemple.