Biologie des systèmes et rythmes cellulaires

L’expérience sensorielle et nutritionnelle des parents et leur état métabolique orientent le comportement alimentaire de leur descendance

“…Chez l'homme, la rythmicité circadienne du foetus serait entraînée non seulement par des signaux maternels induits par les cycles d'activité (jour/ nuit, repos/activité), mais aussi par la concentration variable de certains nutriments (repas/jeûne) induisant des variations rythmiques des métabolites sanguins. Ainsi, dans un modèle de restriction alimentaire maternelle, la rythmicité des repas est modifiée chez la descendance, et l'expression de certains gènes de l'horloge tels que Bmal1 et Period 1 ou reverb-alpha est fortement altérée à l'âge adulte [38,54] (➜). Certains nutriments apportés par l'alimentation maternelle, en particulier ceux impliqués dans la voie des folates (méthionine, acide folique, zinc, bétaïne, choline), sont capables d'annuler les effets programmateurs d'un régime hyperlipidique sur la préférence pour une nourriture hyperénergétique.…”

Rythmes du vivant : des horloges pour tous les temps

“…Depuis la construction du Répressilateur chez E. coli [4], plusieurs réseaux oscillants ont été réalisés. L'étude des rythmes cellulaires constitue un domaine emblé-matique pour la biologie des systèmes [5]. En effet, les oscillations représentent une propriété émergente, l'une des plus caractéristiques, des réseaux de régulation.…”

“…Compte tenu de l'importance des rôles que jouent les rythmes cellulaires, il n'est pas étonnant que leur dysfonctionnement s'accompagne de troubles physiologiques. Ainsi, des mutations de gènes de l'horloge circadienne sous-tendent le syndrome d'avance de phase du cycle veille-sommeil [5], tandis que des cas de stérilité féminine ou masculine sont respectivement liés à l'absence de sécrétion pulsatile des hormones gonadotropes ou des oscillations de calcium lors de la fécondation de l'oeuf par le spermatozoïde. Dans chacun de ces cas on a pu caractériser des mutations responsables de l'altération du rythme et des perturbations qui s'ensuivent.…”

“…Dans chacun de ces cas on a pu caractériser des mutations responsables de l'altération du rythme et des perturbations qui s'ensuivent. Le cycle cellulaire lui-même peut être vu comme un oscillateur biochimique [5,8]. L'analyse d'un modèle pour le réseau de kinases dépendantes de cyclines (Cdk) qui régit la dynamique du cycle des cellules de mammifères montre qu'au-dessus d'une concentration critique de facteur de croissance, ce réseau est capable de s'auto-organiser dans le temps sous forme d'oscillations entretenues.…”

Espoirs et défis en recherche biomédicale

“…Au-delà de l'éblouissement face à ces réalisations technologiques impressionnantes, il nous faudra trouver de nouvelles façons de faire pour utiliser ces nouvelles lumières et transformer l'abondante moisson de données en réalisations concrètes qui permettront d'améliorer le traitement des malades. Les numéros de M/S consacrés à la biologie des systèmes l'illustrent [11,12] (➜). Une telle réussite nécessitera le développement de modèles mathé-matiques, d'outils de bio-informatique, biologie cellulaire et molé-culaire et un transfert vers des études précliniques et cliniques qui nécessiteront des investissements considérables.…”