Comment le cycle veille-sommeil est-il maintenu chez les plantes ? De nouvelles recherches sur les protéines végétales pourraient nous aider à mieux comprendre le rythme circadien humain et les maladies humaines.

Toutes les formes de vie ont des rythmes biologiques. Cet ensemble complexe d’horloges internes est principalement régulé par la lumière, ou l’absence de lumière. Le corps humain et les autres organismes vivants diurnes savent de manière innée que la lumière signifie qu’il est temps de s’éveiller, tandis que l’absence de lumière signifie qu’il est temps de dormir. Les scientifiques étudient depuis des siècles la manière dont la lumière peut avoir un tel impact, et de nouvelles découvertes sont faites en permanence. De manière surprenante, il apparaît qu’un ensemble de protéines végétales appelées cryptochromes pourrait être à l’origine d’une grande partie du rythme circadien humain.

Comment le cycle veille-sommeil est-il maintenu ?

Chez l’homme, la lumière est perçue par la rétine de nos yeux, qui convertit l’énergie lumineuse en ondes électriques transmises par des fibres nerveuses au noyau suprachiasmatique de l’hypothalamus. À son tour, cette partie de l’hypothalamus incite d’autres parties du cerveau à communiquer avec le reste du corps sur l’heure du jour par l’intermédiaire de messagers hormonaux tels que la mélatonine et le cortisol. Les plantes et les bactéries n’ont pas de cerveau, mais elles réagissent à la lumière.

Comment cela se produit-il exactement ? Un ancien groupe de protéines connues sous le nom de cryptochromes aide les organismes simples et complexes à maintenir leur horloge interne à l’heure. Plus intéressant encore, l’homme et d’autres animaux possèdent également des cryptochromes et semblent en être affectés de diverses manières.

Le rôle des cryptochromes

Nos rythmes circadiens régissent non seulement le sommeil, mais aussi la croissance, le métabolisme et de nombreuses autres tâches importantes. Une protéine découverte chez les plantes il y a plusieurs dizaines d’années et présente chez l’homme et d’autres animaux semble jouer un rôle important. Les cryptochromes sont un ensemble de protéines présentes dans les plantes les plus anciennes et qui s’activent dans l’obscurité. Ces protéines indiquent aux animaux quand migrer, aident les plantes à savoir quand croître et participent même à la croissance des cellules cancéreuses humaines. De nouvelles recherches ont montré qu’elles sont inhibées par des protéines étroitement associées qui détectent la lumière bleue.

Selon les dernières études, les plantes poussent principalement la nuit grâce aux signaux des cryptochromes. Lorsque les protéines qui inhibent les cryptochromes sont dysfonctionnelles, les plantes poussent deux fois plus vite. Ces connaissances pourraient être importantes pour le traitement futur du cancer, car les cryptochromes semblent favoriser la croissance des cellules cancéreuses. Elles peuvent également être utilisées en agriculture pour encourager les plantes à pousser plus rapidement et à atteindre une taille plus importante en moins de temps et avec moins de ressources.

Comparer les pommes et les humains ?

Nombreux sont ceux qui se demandent comment ces découvertes sur les plantes peuvent affecter la santé humaine. Cependant, il est important de se rappeler que tout ce que nous savons aujourd’hui sur la chronobiologie, ou l’étude des horloges internes, a commencé par des études réalisées sur les plantes. Au début du^18e siècle, le scientifique Jacques d’Ortous de Mairan s’est demandé si l’ouverture et la fermeture des feuilles de mimosa étaient dues à la lumière du soleil. Après avoir placé les plantes à l’intérieur sans exposition à la lumière, il a constaté qu’elles continuaient à ouvrir leurs feuilles pendant la journée et à les refermer la nuit. Le cycle veille-sommeil de ces plantes se maintenait sans indices tels que la lumière et la température, ce qui a conduit d’autres chercheurs à se pencher sur la question. C’est la première fois que les scientifiques ont réalisé que, si la lumière joue un rôle important dans le comportement des plantes et des animaux, nous avons également des horloges internes qui contrôlent nos activités.

Bien que nous comprenions beaucoup de choses sur les rythmes circadiens des plantes et des animaux, il reste encore beaucoup à apprendre. La question « Comment le cycle veille-sommeil est-il maintenu ? » est le premier pas vers la résolution de nombreuses énigmes concernant notre santé et notre comportement.