Le prix Nobel remis aux découvreurs de l’horloge du vivant

3 octobre 2017 |Miriane Demers-Lemay | Santé

Michael Young sourit à l’annonce de son obtention du prix Nobel de médecine, avec ses collègues Jeffrey Hall et Michael Rosbash, pour ses travaux sur les cycles internes des êtres vivants.

Photo: Seth Wenig Associated press
Michael Young sourit à l’annonce de son obtention du prix Nobel de médecine, avec ses collègues Jeffrey Hall et Michael Rosbash, pour ses travaux sur les cycles internes des êtres vivants.

Les chercheurs américains Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash et Michael W. Young ont reçu lundi le prix Nobel de médecine pour leurs travaux sur les mécanismes de l’horloge interne des êtres vivants. Leurs découvertes dans les années 1980 et 1990 permettent aujourd’hui d’aborder une panoplie de problèmes de santé associés au dérèglement de cette horloge.

« Ces chercheurs ont ouvert la porte à la compréhension des processus fondamentaux chez tous les êtres vivants, de la bactérie à l’humain », explique Florent Storch, chercheur spécialisé en neurobiologie moléculaire et en rythmes circadiens à l’Institut Douglas de l’Université McGill.

« La présence d’une horloge interne était observée depuis des siècles », continue-t-il. « Mais avant [les travaux des trois lauréats au Nobel], on ignorait comment cette horloge fonctionnait. »

« Si on comprend comment fonctionnent les rythmes circadiens, on peut développer des manières innovantes de traiter les maladies qui en découlent », opine Diane B. Boivin, directrice du Centre d’étude et de traitement des rythmes circadiens de l’Institut Douglas de l’Université McGill.

Notre corps réagit différemment selon le moment de la journée, d’après cette dernière. De fait, explique-t-elle, l’effet d’un médicament varie selon le moment de la journée durant lequel il est administré. « Pour réduire les effets secondaires des médicaments, un collègue français utilise la chronopharmacologie — qui consiste à doser un médicament selon le moment du jour auquel il est administré », donne-t-elle comme exemple.

« On doit intégrer davantage la composante des rythmes circadiens dans la pratique médicale », ajoute-t-elle. Elle espère que la remise du prix Nobel permettra d’accroître la reconnaissance de l’importance des rythmes circadiens dans le domaine médical, ainsi que l’octroi de plus importantes subventions de recherche dans le domaine.

Une mécanique complexe

Les rythmes circadiens sont connus depuis plusieurs siècles. Au 17e siècle, on observe que les feuilles des mimosas ouvrent le matin, même en absence de lumière — un signe qu’ils possèdent une horloge interne. Mais c’est grâce à la mouche à fruit qu’on découvre, dans les années 1970, que la mutation du gène period provoque la perturbation des rythmes circadiens. Une découverte qui indique que ce gène est impliqué dans le mécanisme de l’horloge interne.

Dans les années 1980, les trois lauréats du Nobel — Jeffrey C. Hall et Michael Rosbash, chercheurs à l’Université Brandeis à Boston, et Michael W. Young, de l’Université Rockefeller à New York — travaillent en collaboration. Ils réussissent à isoler le gène period chez la mouche à fruit.

MM. Hall et Rosbash découvrent que ce gène est responsable de la fabrication de protéines PER. Ces dernières sont produites et accumulées dans les cellules pendant la nuit, pour ensuite être dégradées pendant la journée. Ce sont ces fluctuations des protéines PER qui pulsent le rythme de l’horloge interne.

Les deux chercheurs supposent alors que ces fluctuations sont régulées par la protéine elle-même. Lorsqu’elle est abondante, la protéine bloque l’activité du gène period et, par conséquent, la production de protéines supplémentaires. Une fois les protéines dégradées, le gène serait de nouveau activé, stimulant la production de nouvelles protéines PER.

Toutefois, les chercheurs ignorent comment la protéine, produite dans le cytoplasme de la cellule, réussit à entrer dans le noyau de la cellule pour agir sur le gène period. La question demeure sans réponse jusqu’en 1994, lorsque M. Young découvre qu’il y a au moins une autre pièce au mécanisme de l’horloge : le gène timeless.

Ce gène code pour une autre protéine, qui agit comme une clé permettant l’entrée de la protéine PER dans le noyau de la cellule. Le chercheur identifie également un autre gène qui permet d’ajuster très précisément l’horloge biologique à un cycle de 24 heures.

Si les trois lauréats ont découvert les mécanismes clés de l’horloge biologique, cette dernière n’a pas fini de livrer ses secrets. « Maintenant on sait qu’il n’y a pas qu’une seule horloge impliquée dans les rythmes circadiens, mais plusieurs, observe Mme Boivin. Il reste encore beaucoup de choses à apprendre sur les rythmes circadiens, comme par exemple sur les différences de ces rythmes entre les hommes et les femmes. »

Qu’est-ce que le rythme circadien ?

Tous les êtres vivants sont pourvus d’une horloge biologique interne. Cette horloge permet de synchroniser le corps d’un organisme à son environnement selon un cycle de 24 heures, qu’on nomme le rythme circadien. Cette horloge joue un rôle dans la régulation du sommeil, du comportement, de la sécrétion d’hormones, de la température corporelle et du métabolisme. Une horloge perturbée peut engendrer plusieurs problèmes de santé, comme des problèmes cardiovasculaires et hormonaux, l’obésité, des troubles du sommeil et le cancer

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SITE RADIO-CANADA

La détection des ondes gravitationnelles vaut le Nobel de physique à trois Américains

Publié aujourd’hui à 8 h 01 | Mis à jour à 8 h 11

Un ordinateur montre les photos des trois lauréats.
L’annonce de l’attribution du Nobel de physique a été faite mardi matin, à l’Académie royale des Sciences de Stockholm. Photo : Getty Images/JONATHAN NACKSTRAND

Trois astrophysiciens américains, Rainer Weiss, Barry Barish et Kip Thorne, ont reçu mardi le prix Nobel de physique pour « leurs contributions décisives à la conception du détecteur LIGO et à l’observation des ondes gravitationnelles ».

Radio-Canada avec Agence France-Presse et Reuters

La détection de ces ondes gravitationnelles, qui a permis de confirmer une prédiction faite par Albert Einstein en 1915, « a bouleversé le monde », a souligné le secrétaire général de l’Académie des sciences, Göran Hansson.

« Nous savions que des ondes gravitationnelles existaient, mais c’est la première fois qu’elles ont été observées directement », s’est réjouie Olga Botner, membre du comité de physique Nobel lors d’une conférence de presse.

«C’est quelque chose de complètement nouveau et différent, qui ouvre des mondes inconnus. Une moisson de découvertes attend ceux qui ont réussi à détecter ces ondes et à interpréter leur message.»

— l’Académie Nobel

Les ondes gravitationnelles, des ondulations de l’espace-temps, ont été détectées une première fois le 14 septembre 2015 grâce à l’instrument LIGO (Laser Interferometer Gravitationel-Wave Observatory), composé de deux détecteurs identiques basés en Louisiane et dans l’État de Washington.

L’annonce officielle de la découverte, qui ouvre une nouvelle fenêtre sur la connaissance de l’Univers, avait été faite le 11 février 2016.

Les scientifiques avaient déterminé que les ondes gravitationnelles, détectées dans un écart de 7,1 millisecondes par LIGO, étaient nées il y a 1,3 milliard d’années, pendant la dernière fraction de seconde avant la fusion de deux trous noirs.

Albert Einstein avait avancé dès 1915 que l’espace-temps se courbe en fonction de la distribution de la matière et de l’énergie. Il est localement courbé par une masse; la Terre, par exemple, courbe localement l’espace-temps dans son voisinage.

Si, par surcroît, cette masse bouge, la courbure produite va elle-même se propager sous forme d’ondulation. Lorsqu’elles sont produites par un corps très condensé, comme un trou noir ou une étoile à neutrons, ces ondulations de courbure agitent l’espace et produisent ces ondes gravitationnelles, qui se propagent à la vitesse de la lumière
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