Podcast 20 - D’un long confinement sous la terre aux rouages des horloges biologiques

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Cette chronique démarre en été 1962, avec un spéléologue dénommé Michel Siffre, qui s'enfonce dans le noir du gouffre de Scarasson à la frontière franco-italienne. Et il va passer 60 jours seul dans les entrailles de la terre. Avec cette expérience d'isolement hors du temps, une nouvelle science vient de naître, la chronobiologie. Cette chronique présente ensuite les travaux qui ont permis le décryptage des mécanismes moléculaires de l’horloge biologique d’une petite mouche et qui ont valu à leurs auteurs le prix Nobel 2017 de physiologie. Les rouages des horloges biologiques des Mammifères sont ensuite abordés par comparaison avec ceux de la mouche, mettant en évidence l’existence d’un modèle de fonctionnement commun, mais faisant aussi apparaître des différences majeures, notamment dans le mode d’action de la lumière dans la synchronisation des horloges.
Auteur : Yves Muller - Professeur Agrégé de classe exceptionnelle - Docteur en Neurosciences - Université de Montpellier
From a long confinement in the bowels of the earth to the cogs of our biological clocks
Our chronicle begins in summer 1962, with a speleologist named Michel Siffre, descending into the dark of the Scarasson abyss on the Franco-Italian border. He will spend 60 days alone in the bowels of the earth. Through this experience of timeless isolation, a new science is born, chronobiology. Our chronicle then presents the work that allowed for the decoding of the molecular mechanisms of the biological clock of a small fly and that won their authors the 2017 Nobel Prize in physiology. We then compare the workings of the biological clocks in Mammals with those of the fly, highlighting the existence of a common operating model, but also major differences, notably in the mode of action of light in clock synchronization.
Références :
De Mairan J. (1729) Observation botanique. Hist Acad Roy Sci ; 35-36
Michel Siffre (1963) Hors du temps. Julliard
Konopka RJ, Benzer S. (1971) Clock mutants of Drosophila melanogaster. Proc Natl Acad Sci USA ; 68 : 2112-6.
Reddy P, Zehring WA, Wheeler DA, et al. (1984) Molecular analysis of the period locus in Drosophila melanogaster and identification of a transcript involved in biological rhythms. Cell ; 38 : 701-10.
Crews ST, Thomas JB, Goodman CS. (1988) The Drosophila single-minded gene encodes a nuclear protein with sequence similarity to the per gene product. Cell ; 52 : 143-51.
Hardin PE, Hall JC, Rosbash M. (1990) Feedback of the Drosophila period gene product on circadian cycling of its messenger RNA levels. Nature ; 343 : 536-40.
Hardin PE, Hall JC, Rosbash M. (1992) Circadian oscillations in period gene mRNA levels are transcriptionally regulated. Proc Natl Acad Sci USA ; 89 :11711-5
Zeng H, Hardin PE, Rosbash M. (1994) Constitutive overexpression of the Drosophila period protein inhibits period mRNA cycling. EMBO J ; 13 : 3590-8
Sehgal A, Price JL, Man B, Young MW. (1994) Loss of circadian behavioral rhythms and per RNA oscillations in the Drosophila mutant timeless. Science 263 : 1603-6
Vosshall LB, Price JL, Sehgal A, Saez L, Young MW. (1994) Block in nuclear localization of period protein by a second clock mutation, timeless. Science ; 263 : 1606-9
Vitaterna MH, King DP, Chang AM et al. (1994) Mutagenesis and mapping of a mouse gene, Clock, essential for circadian behavior. Science ; 264 :719-25
Gekakis N, Saez L, Delahaye-Brown AM et al. (1995) Isolation of timeless by PER protein interaction: defective interaction between timeless protein and long-period mutant PERL. Science ; 270 : 811-5
Price JL, Dembinska ME, Young MW, Rosbash M. (1995) Suppression of PERIOD protein abundance and circadian cycling by the Drosophila clock mutation timeless. EMBO J ; 14 : 4044-9
Tei H, Okamura H, Shigeyoshi Y, et al. (1997) Circadian oscillation of a mammalian homologue of the Drosophila period gene. Nature ; 389 : 512-6
Price JL, Blau J, Rothenfluh A, et al. (1998) double-time is a novel Drosophila clock gene that regulates PERIOD protein accumulation. Cell ; 94 : 83-95
Allada R, White NE, So WV, et al. (1998) A mutant Drosophila homolog of mammalian Clock disrupts circadian rhythms and transcription of period and timeless. Cell ; 93 : 791-804
Rutila JE, Suri V, Le M, et al. (1998) Cycle is a second bHLH-PAS clock protein essential for circadian rhythmicity and transcription of Drosophila period and timeless. Cell ; 93 : 805-14
Gekakis N, Staknis D, Nguyen HB, et al. (1998) Role of the Clock protein in the mammalian circadian mechanism. Science ; 280 : 1564-9
Emery P, So WV, Kaneko M, et al. (1998) CRY, a Drosophila clock and light-regulated cryptochrome, is a major contributor to circadian rhythm resetting and photosensitivity. Cell ; 95 : 669-79
Ameisen JC (2017) Les horloges circadiennes - Sur les épaules de Darwin - France Inter

[@hamzafakhri8737]

Salut monsieur j'espère que vous allez bien j'ai un pfe sur adaptation physiologique et réponses physiopathologiques du système cardio-respiratoire à l'altitude et j'espère que vous pouvez m'aider

[@YvesMuller]

Tu pourras trouver plein d'informations pour t'aider sur ma chaîne.

[@cest_pas_complique]

Bonjour,
Vos chroniques sont bien pensées/présentées et super intéressantes. Je vous remercie pour cet apport de connaissances que vous nous présentez, j'espère que vous continuerez. Votre travail est super !

[@YvesMuller]

Merci Timothée pour ton agréable message et pour l'intérêt que tu portes à mes chroniques. Ce sont des messages tels que le tien qui entretiennent ma motivation pour poursuivre ce type de travail pédagogique. Je te souhaite un très bon été. Yves

[@iam_kdo]

Passionant. Merci encore une fois.
Du coup çà pose vraiment la question de la chronicité pour des êtres qui vivraient sur une planète orbitant une naine rouge et verrouillée sur celle-ci : pas de lumière bleue, pas d'alternance jour/nuit... La chronicité est-elle un facteur nécessaire à l'évolution?

[@YvesMuller]

Ta remarque est très juste et il faudra qu'on aille rechercher ensemble un de ces jours s'il existe des rythmes sur les planètes sans lumière bleue. Mais je crains que notre voyage soit un peu long et qu'on en revienne avec une perturbation de nos propres rythmes. Bien à toi. Yves

[@iam_kdo]

@@YvesMuller Oui, je sais :)
La question mérite tout de meme d'ètre posée, une adaptation aussi répandue n'est certainement pas anodine.
L' isolation au fond d'une grotte peut avoir des conséquences dramatiques, ce qui fut le cas pour Véronique Le Guen :
Le 18 janvier 1990, quatorze mois après sa sortie du gouffre de Valat-Nègre en Aveyron près de Millau en France, elle succombait à une overdose de barbituriques. Elle a laissé à son époux Francis Le Guen un court message l'encourageant à « continuer » ses expéditions. Cette jeune spéléologue de trente-trois ans avait séjourné cent onze jours « hors du temps » à quatre-vingt deux mètres sous terre pour une expérience en chronobiologie dirigée par Michel Siffre avec le concours du CNES et d'autres organismes médicaux.
Voila mes 10 cents.

[@YvesMuller]

@@iam_kdo Merci pour ces excellents compléments qui enrichissent cette chronique. Vivre sans synchronisateur externe semble en effet avoir aussi pour conséquence d'induire un état dépressif.