L’expression « ADN poubelle » est utilisée depuis des décennies, bien que l’on se rende de plus en plus compte qu’il s’agit d’une appellation erronée. Après tout, le terme « junk » a une connotation d’inutilité, alors qu’il serait plus juste de dire que la science ne connaît pas encore les différentes fonctions de cette catégorie d’ADN.

Dans une étude récemment publiée par la Keck School of Medicine de l’Université de Californie du Sud (USC), des chercheurs ont découvert que ce qu’on appelle l’ADN poubelle contribue à réguler le rythme circadien, offrant ainsi un nouvel aperçu de la manière dont ce type d’ADN peu connu peut avoir un impact réel sur la santé et le bien-être en général.

Qu’est-ce que l’ADN poubelle ?

C’est en étudiant les mutations de l’ADN que le généticien Susumu Ohno a inventé le terme  » ADN poubelle » en 1972. Il a utilisé cette expression pour décrire les copies supplémentaires ou incomplètes de gènes présentes dans les séquences d’ADN. Certaines théories considèrent que ces sections d’ADN sont des vestiges du processus d’évolution et qu’elles n’ont pas de véritable fonction chez l’homme moderne. L’usage du terme au sein de la communauté scientifique s’est étendu pour englober les séquences d’ADN humain qui ne produisent pas de protéines et semblent, dans le cadre des connaissances actuelles, n’avoir aucune fonction biologique évidente.

Cependant, au fur et à mesure que les scientifiques en apprenaient davantage sur l’ADN humain, il est apparu que certains de ces ADN dits inutiles jouaient un rôle important dans la régulation de l’expression des gènes et dans toute une série d’autres fonctions biologiques, y compris la liaison des protéines régulatrices. En effet, à mesure que les connaissances sur cette catégorie d’ADN se développent, certains scientifiques pensent qu’il est temps de mettre de côté le terme « ADN poubelle ». Grâce à leur récente étude, les chercheurs de la Keck School of Medicine ont pu apporter une contribution importante à une meilleure compréhension du rôle de cette catégorie d’ADN.

Comment l’ADN poubelle aide à réguler le rythme circadien

Comme l’explique Steve Kay, professeur de neurologie, d’ingénierie biomédicale et de biologie quantitative computationnelle à la Keck School of Medicine, il existe environ 110 à 120 micro-ARN (miARN) qui contribuent à réguler le rythme circadien global par leur action sur les horloges circadiennes au niveau cellulaire. Considérés par le passé comme de l’ADN poubelle, les miARN sont des nucléotides non codants.

Selon les chercheurs, de petites chaînes de ces miARN créent une sorte de réseau, formant ce qu’ils décrivent comme un système de régulation à l’échelle du génome. Ces petites horloges biologiques font partie d’un système de régulation beaucoup plus vaste, supervisé et synchronisé par une horloge maîtresse située dans le cerveau, qui constitue la base du rythme circadien global.

En faisant des expériences sur des souris, les chercheurs ont désactivé des groupes de miARN dans différents types de tissus, y compris des tissus cérébraux et pulmonaires. En plus de produire des changements de comportement chez les souris, les chercheurs ont constaté que la désactivation des groupes de miARN dans chaque type de tissu avait un impact différent sur le rythme circadien. Cela a conduit les chercheurs à penser que l’action régulatrice des miARN est spécifique au type de tissu dans lequel ils sont présents.

Comprendre les horloges corporelles

Le corps est un système très complexe dans lequel d’innombrables réactions chimiques se produisent chaque jour. Les horloges corporelles, ou horloges biologiques, sont présentes dans presque tous les organes et tissus de l’organisme, organisant la synchronisation de leurs fonctions sur une période de 24 heures.

Même au niveau cellulaire, il existe des horloges biologiques fonctionnant selon un cycle circadien, c’est-à-dire environ 24 heures. Le dérèglement de ces horloges biologiques peut contribuer à une variété de maladies et de troubles chroniques. C’est pourquoi les scientifiques cherchent à approfondir leur compréhension de ces systèmes de régulation fondamentaux.

Le rythme circadien et la santé

Le lien entre le rythme circadien et la santé est déjà bien établi. Les perturbations du rythme circadien ont été fermement associées à un risque accru d’un large éventail de maladies physiques, notamment certains types de cancer, le diabète, l’obésité et les maladies cardiaques. L’altération des fonctions cognitives et les troubles de l’humeur ont également été liés à la perturbation du rythme circadien. Les perturbations du rythme circadien sont souvent dues à des perturbations du cycle de sommeil.

La diminution de l’exposition à la lumière naturelle, l’augmentation de l’exposition à la lumière artificielle le soir et le travail posté figurent parmi les principales causes de perturbation du cycle du sommeil. Un cycle de sommeil perturbé peut entraîner des déséquilibres hormonaux. Ces déséquilibres hormonaux contribuent à de nombreuses maladies et affections chroniques, notamment le cancer du sein et les troubles du système métabolique. Les perturbations du rythme circadien peuvent également avoir un impact sur l’efficacité des traitements de ces maladies.

Potentiel pour le traitement et la prévention des maladies

Les chercheurs de la Keck School of Medicine ont été surpris par la mesure dans laquelle ce qui était considéré comme de l’ADN poubelle contribue à réguler le rythme circadien au niveau cellulaire, et encouragés par le potentiel de cette découverte. Comprendre comment les miARN influencent l’horloge biologique des tissus pulmonaires, par exemple, pourrait permettre de mettre au point des traitements plus efficaces contre l’asthme et d’autres affections pulmonaires chroniques. Une connaissance plus approfondie de la manière dont les miARN influencent l’horloge biologique des tissus cérébraux pourrait permettre de prévenir des affections telles que la maladie d’Alzheimer. Le professeur Kay, doyen de l’université, a souligné les nombreuses possibilités médicales offertes par une meilleure connaissance des mécanismes de fonctionnement des rythmes circadiens dans les différents types de tissus humains.