Au cours du développement, les cellules se multiplient par divisions successives pour assurer la croissance et la reproduction de chaque être vivant. Ce processus est avant tout une question de génétique, les bons gènes doivent s’activer au bon moment, pendant une durée précise et dans le bon ordre. Or, les cellules qui perdent le rythme et échappent au contrôle cellulaire peuvent entraîner l’apparition de tumeurs.
« Nous voulons comprendre ce qui maintient les gènes en alerte et pourquoi cette régulation fait défaut dans les cancers. Nous avons choisi dans ce cadre d’observer ce qui se passe dans les cellules souches chez le ver nématode C. elegans, et nous avons découvert une horloge génétique qui présente des similitudes avec l'horloge circadienne humaine », décrit le Dr Wolfgang Keil, chef de l’équipe Biologie quantitative du développement (CNRS UMR168 / Sorbonne Université).
Le ver C. elegans n'a pas d'horloge circadienne. Mais il possède des gènes très similaires à deux gènes qui contrôlent les cycles jour-nuit chez les mammifères. Jusqu’à présent, on en savait peu sur le rôle de ces gènes chez le ver. « Nous imaginions que l'horloge génétique circadienne originelle s'est transformée durant l’évolution pour réguler le rythme de développement de cet organisme simple. » L’étude menée par l’équipe du Dr Wolfgang Keil, en collaboration avec l’équipe du Dr Christopher M. Hammell (Cold Spring Harbor Laboratory, New-York) a montré que deux protéines, NHR-85 et NHR-23, qui sont similaires à deux gènes qui contrôlent les cycles jour-nuit chez les mammifères, ROR et Rev-Erb, régulent le rythme du développement du nématode C. elegans.
« Nous avons ainsi découvert que NHR-85 et NHR-23 agissaient de concert pour déclencher une "impulsion" de l’expression génique du microARN lin-4, pour rythmer chaque étape du développement des cellules souches de C. elegans » explique-t-il.
« Lorsque nous opérons une mutation au niveau des gènes exprimant les protéines de cette "horloge", l’expression génique des mirARN ne se produit plus au bon moment et au bon rythme. Nous aimerions désormais comprendre si l’horloge que nous avons découverte chez C. elegans régule également l’expression d’autres gènes. D’autres études ont par ailleurs établi que le développement des vers est plus rapide lorsqu’il faut chaud et plus lent à basse température. Comment les rythmes peuvent-ils être différents alors que le cadencement des étapes reste le même ? C’est ce que nous voulons désormais découvrir », conclut le Dr Wolfgang Keil.
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Référence : B. Kinney et al., A circadian-like Gene Network programs the Timing and Dosage of heterochronic miRNA Transcription during C. elegans Development, Developmental Cell (2023). |