Le prix Nobel de médecine a été attribué lundi 2 octobre à trois chercheurs américains, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash et Michael W. Young, pour leurs travaux sur l’horloge biologique. Ils sont recompensés pour « leurs découvertes des mécanismes moléculaires qui règlent le rythme circadien », lequel s’étend sur 24 heures et permet aux êtres vivants de s’adapter aux différents moments de la journée et de la nuit, a annoncé l’assemblée Nobel.

Le métabolisme de l’ensemble des êtres vivants repose sur des horloges internes. L’une de ces horloges-maîtresses est calée sur un rythme de 24 heures environ, dit circadien, qui correspond à la durée d’une journée sur notre planète. Dès le XVIII^e siècle, l’astronome Jean-Jacques d’Ortous de Mairan avait observé que des plants de mimosa, dont les feuilles se ferment au crépuscule, conservaient ces oscillations foliaires même après avoir été placés à l’obscurité pendant plusieurs jours. Mais le mécanisme de ces horloges du vivant est longtemps resté mystérieux.

Dans les années 1970, l’Américain Seymour Benzer (1921-2007) et son étudiant Ronald Konopka ont démontré qu’une mutation génétique, inconnue, perturbait le rythme circadien chez la mouche drosophile. Ils ont nommé ce gène Periode.

L’un des mérites des trois nobélisés de 2017 est d’être parvenus à identifier ce gène, en 1984. Et d’avoir proposé un modèle expliquant comment la protéine codée par ce gène, en s’accumulant au fil du temps, inhibait l’activité de ce même gène: cette boucle de rétroaction permettait d’entretenir un rythme d’activité circadien.

Schéma illustrant la régulation au cours de la journée du gène Periode impliqué dans le fonctionnement d’une horloge biologique responsable de cycles biologiques fonctionnant sur 24 heures. / Comité Nobel

Mais ce mécanisme était plus complexe encore: il faisait intervenir un second gène, timeless, identifié par Michael Young en 1994. Celui-ci devait découvrir plus tard un autre gène, doubletime, qui intervenait dans le règlage plus fin du rythme sur 24 heures. D’autres découvertes s’en sont ensuivies, permettant d’affiner les rouages de ces horloges du vivant, les lauréats découvrant notamment la façon dont la lumière du jour influence leur synchronisation.

Depuis ces travaux pionniers, de nombreuses recherches se sont accumulées pour souligner l’importance des horloges internes, dont le dérèglement peut se traduire par de nombreux désordres métaboliques. L’un des enjeux actuels est par exemple de mieux mesurer l’influence de la lumière bleue émise par les écrans sur nos rythmes internes - notamment sur l’endormissement.

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