Le vieillissement est-il causé par une accumulation de mutations dans l’ADN ou par une réduction « épigénétique » du métabolisme cellulaire ? Alors que la respiration est l'une des voies essentielles permettant aux cellules de produire l'énergie nécessaire à leur développement et à leur activité, « avec l’aide » de leurs minicentrales énergétiques, les mitochondries, ces chercheurs japonais apportent de toutes nouvelles données sur le rôle clé de la respiration mitochondriale dans le processus de vieillissement. L’équipe met en effet en lumière un processus épigénétique, impactant la respiration cellulaire, et susceptible de déclencher des troubles liés à l'âge, notamment via une plus faible production d'énergie et un ralentissement de la croissance cellulaire. Ces travaux, présentés dans les Scientific Reports, révèlent et décrivent le rôle bien particulier d’un gène, la sérine, mais dont l’expression plus que la mutation pourrait être en cause dans ce processus de réduction du métabolisme cellulaire.
Depuis toujours, les humains et les scientifiques sont obsédés par la recherche d'un moyen de prévenir le vieillissement et de prolonger la vie. Cependant, la plupart des études invoquent des mutations génétiques pour expliquer les maladies liées à l’âge. Cette équipe montre, en substance, qu'une altération épigénétique, c’est-à-dire de l'expression de certains gènes peut tout aussi bien avoir une incidence significative sur le vieillissement et l'apparition des troubles liés à l'âge.
Identifier les modifications épigénétiques impliquées dans le vieillissement
Le rôle clé de la sérine dans la respiration mitochondriale : L’équipe décrit en effet comment la perturbation du gène sérine ou hydroxyméthyltransférase 2 (SHMT2) affecte le processus de respiration mitochondriale, processus par lequel les mitochondries, les centrales énergétiques de la cellule, libèrent de l’énergie pour alimenter l’activité cellulaire. Ils constatent que l'expression altérée de SHMT2 réduit l'activité des voies métaboliques directement associées à la respiration mitochondriale et à la croissance cellulaire. La découverte de ce rôle clé de SHMT2 contribue à la compréhension des mécanismes sous-jacents au vieillissement et aux maladies liées à l’âge en suggérant la responsabilité directe de certaines modifications épigénétiques dans le vieillissement.
Une modification épigénétique plutôt qu'une mutation génétique en cause : dans une précédente étude, la même équipe avait suggéré que la diminution de l'expression, avec l’âge, de certains gènes, dont SHMT2, pouvait avoir un impact sur la respiration mitochondriale. Dans cette étude, l’équipe a testé les effets d’une expression altérée de SHMT2 sur les différentes fonctions cellulaires. L’étude est menée sur des embryons de souris génétiquement modifiés privées du gène SHMT2. Ces souris « SHMT2-knock-out » présentent des troubles de la fonction mitochondriale et un retard de croissance dans le foie mais pas dans le cerveau. Or le foie intervient dans la régulation de la taurine, nécessaire à la fonction mitochondriale, ainsi que de molécules impliquées dans la division cellulaire.
Alors que le vieillissement humain et les anomalies de la respiration mitochondriale liées à l'âge sont généralement expliqués par l'accumulation de mutations dans l'ADN mitochondrial, ces nouvelles données suggèrent plutôt la responsabilité de modifications dans l'activité de voies métaboliques causées par une dérégulation épigénétique de gènes spécifiques associés à la respiration mitochondriale.
Certains processus épigénétiques influent aussi sur l'activité cellulaire mais il reste à comprendre comment, et à identifier les voies impliquées, pour mieux décrypter comment ils conduisent au vieillissement et à la maladie. Identifier ces voies pourrait apporter de toutes nouvelles cibles pour prolonger la vie.
Source: Scientific Reports 05 November 2019 Disruption of the mouse Shmt2 gene confers embryonic anaemia via foetal liver-specific metabolomic disorders
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Équipe de rédaction Santélog Nov 24, 2019Rédaction Santé log
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