La plupart des êtres vivants présentent un rythme circadien, une horloge interne qui se répète environ toutes les 24 heures. Aujourd’hui, des chercheurs japonais ont découvert de nouveaux détails sur les processus moléculaires qui régissent les rythmes veille/sommeil chez la souris.
Dans une étude récemment publiée, des chercheurs de l’Université de Tsukuba ont révélé qu’une molécule clé impliquée dans l’homéostasie du sommeil (appelée SIK3 ou kinase 3 inductible par le sel) joue également un rôle essentiel dans le comportement circadien.
Les animaux sont capables de s’adapter au cycle de lumière et d’obscurité de 24 heures en termes de comportement et de physiologie via des changements dans le noyau suprachiasmatique (SCN), qui est l’horloge maîtresse du cerveau qui synchronise les différents rythmes du corps. Cependant, les activités biologiques au sein du SCN qui induisent un éveil spécifique au temps n’ont pas été entièrement caractérisées ; l’équipe de recherche visait à résoudre ce problème.
« La plupart des animaux présentent un pic d’activité à un moment précis du cycle circadien », explique l’auteur principal de l’étude, le professeur Masashi Yanagisawa. « Parce que le SCN s’est avéré réguler le sommeil et l’éveil à certains moments de la journée, nous avons voulu étudier les neurones distincts qui contrôlent ce processus. »
Pour ce faire, l’équipe de recherche a manipulé génétiquement les niveaux de SIK3 dans des groupes de neurones spécifiques du SCN de souris. Ensuite, ils ont examiné le sommeil et les comportements circadiens chez les souris, tels que le moment et la durée pendant lesquels les souris ont manifesté une activité par rapport au cycle lumière-obscurité.
« Nous avons découvert que SIK3 dans le SCN peut influencer la durée du cycle circadien et le moment de l’activité d’éveil maximale, sans modifier la quantité de sommeil quotidienne », explique le professeur Yanagisawa.
L’équipe de recherche a précédemment rapporté que SIK3 interagit avec LKB1 (une molécule en amont de SIK3) et HDAC4 (une cible importante de SIK3) dans les neurones glutamatergiques pour réguler la quantité et la profondeur du sommeil. Maintenant, ils ont découvert que la voie SIK3-HDAC4 module la durée de la période circadienne à travers les neurones producteurs de NMS et contribue au rythme veille/sommeil.
La durée de la période comportementale et le moment de l’activité maximale sont des éléments importants du rythme circadien. Compte tenu des similitudes entre les systèmes circadiens de différents mammifères, de nouvelles informations sur le fonctionnement de ce système chez la souris pourraient conduire à de nouveaux traitements pour les troubles du sommeil et du rythme circadien chez l’homme.
Ce travail a été soutenu par la World Premier International Research Center Initiative (WPI) du ministère de l’Éducation, de la Culture, des Sports, de la Science et de la Technologie (MEXT), Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) Grants-in-Aid for Scientific Research (KAKENHI), Agence japonaise pour la science et la technologie (JST) Core Research for Evolutional Science and Technology (CREST), Agence japonaise pour la recherche et le développement médicaux (AMED), subvention JSPS DC2, Programme de soutien à la recherche fondamentale de l’Université de Tsukuba Type A et financement Programme de R&D innovante de pointe sur la science et la technologie (Programme FIRST).
