(A) Modèle du mode d’action des modulations des rythmes externes d’entraînement des rythmes circadiens selon les tissus. L’horloge centrale, logée dans les noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus, absorbe la lumière de l’environnement et synchronise les horloges dans les tissus périphériques par la régulation de l’activité locomotrice et des rythmes de prise alimentaire de même que par le truchement des signaux systémiques comme les hormones et les métabolites. Les tissus périphériques, comme les reins, le cœur, le foie, orchestrent les rythmes physiologiques des tissus, comme l’homéostasie du sodium, la pression sanguine et le métabolisme des hydrates de carbone, respectivement. (B et C) Exemples de des mécanismes de génération de la régulation du rythme de l’expression génique tissu-spécifique. (B) Les interactions entre les facteurs de transcription (TFs) tissu-spécifiques et spécifiques à l’horloge biologique peuvent générer une expression génique tissu-spécifique. Par exemple, un gène peut être transcrit de manière rythmique dans un tissu mais pas dans d’autres par la présence ou l’absence de TF tissu-spécifique, ce qui rend accessible un site de liaison à un TF de l’horloge circadienne situé à proximité. (C) Différents tissus peuvent soumettre à régulation la transcription rythmée d’un gène utilisant différents promoteurs alternatifs. Dans cet exemple, le promoteur rythmiquement transcrit est utilisé dans le foie, mais pas dans d’autres tissus. Un gène rythmiquement transcrit est indiqué par une sinusoïde. Une transcription à vitesse constante est indiquée par une ligne plate horizontale. H=Cœur, K=Rein, L=Foie.
Les rythmes circadiens en physiologie et comportement ont évolué pour entrer en résonnance avec les rythmes quotidiens dans l’environnement externe. Chez les mammifères, les organes orchestrent la physiologie en fonction du temps sur un rythme quotidien, ce qui requière une expression génique rythmée et ciblée vers le tissu correspondant. Bien qu’un ensemble commun de produits de gènes fait un va et vient entre tous les types cellulaires, le profilage d’expression génique sur 24 h dans l’ensemble des tissus a montré que les schémas d’expression génique rythmée sont tissus – spécifiques. Nous soulignons les récents progrès dévoilant comment l’horloge circadienne interagit avec les réseaux régulateurs des gènes, impliquant des fonctions telles que le métabolisme xénobiotique, l’homéostasie du glucose, et le sommeil. Ce progrès dépend non seulement des approches expérimentales complètes, mais aussi des méthodes informatiques d’analyse multivariée des données de génomique périodique fonctionnelle. Nous insistons sur la dynamique des interactions chromatiniennes comme facteur de régulation des rythmes circadiens de transcription génique, des fonctions de l'horloge biologique centrale; et, finalement, du comportement. Finalement, nous discutons des perspectives d'enrichissement des connaissances de l'horloge circadienne chez les animaux à la chronobiologie humaine. Jake Yeung et Felix Naef, dans Trends in Genetics, publication en ligne en avant-première, 8 octobre 2018
Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ