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Des biologistes du California Institute of Technology ont récemment découvert un gène, le neuromédin U (Nmu), qui, lorsqu’il est trop actif, induit une grave insomnie. Ce gène semble également agir comme un stimulant naturel, les poissons privant de ce gène mettant plus de temps à se réveiller et montrant une activité réduite le matin.
Nmu pourrait représenter une piste pour de nouvelles thérapies visant à traiter les troubles du sommeil.
Dans leur recherche publiée dans la revue Neuron, l’équipe a réalisé le premier dépistage à grande échelle de gènes régulant le sommeil chez un animal vertébré. David Prober, qui a initié ces recherches à l’Université de Harvard, explique : « Le sommeil reste un processus mystérieux. Nous passons un tiers de notre vie à dormir, et tous les animaux dotés d’un système nerveux complexe semblent également dormir, ce qui prouve son importance. Cependant, nous ignorons toujours pourquoi et comment il est régulé. »
Cette méthode de dépistage à grande échelle permet d’identifier les gènes associés au sommeil en modifiant l’ADN de milliers d’animaux pour observer d’éventuels changements de comportement. Cela aidera les scientifiques à identifier quels gènes altérés entraînent des mutations différentes.
Les poissons-zèbres ont été choisis pour cette étude, car ils constituent un modèle privilégié pour l’étude du sommeil. Tout comme les humains, ces poissons connaissent des périodes de sommeil consolidé durant la nuit. De plus, Prober souligne que « les similitudes anatomiques et moléculaires entre les cerveaux de poissons-zèbres et de mammifères suggèrent que les circuits neuronaux fondamentaux régulant le sommeil chez les poissons-zèbres sont probablement conservés chez les mammifères. »
Après la fécondation, alors que les embryons de poissons-zèbres étaient encore à un stade unicellulaire, les chercheurs ont introduit une molécule d’ADN, appelée plasmide, qui intègre un gène dans le génome de certaines cellules de chaque poisson.
En utilisant un interrupteur génétique appelé promotor de choc thermique, qui ne s’active qu’à 37 degrés Celsius, ils ont pu contrôler l’expression du gène inséré. Cette activation prolongée a permis aux poissons de produire une grande quantité des produits associés à chaque gène. Des caméras vidéo ont ensuite observé leurs comportements pendant plusieurs jours pour déterminer quelles modifications génétiques influençaient le sommeil.
Plongée dans le royaume des rêves
Vidéo : Un dépistage génétique chez le poisson-zèbre identifie Nmu comme régulateur du sommeil
Un dépistage génétique chez le poisson-zèbre identifie Nmu comme régulateur du sommeil
En fin de compte, l’un des résultats les plus significatifs découle de l’overexpression du Nmu, un gène également présent chez les mammifères et qui s’exprime dans l’hypothalamus, une région cérébrale essentielle. Prober indique que « les poissons exprimant Nmu après le choc thermique sont beaucoup plus actifs, tant de jour que de nuit. À tel point qu’ils ne dorment presque plus la nuit qui suit ce choc — cela représente une forme d’insomnie très prononcée. »
Bien que plusieurs gènes favorisant l’éveil ou le sommeil aient été identifiés, il reste encore des zones d’ombre concernant leur pertinence pour les troubles du sommeil chez l’homme. Néanmoins, l’identification de Nmu ouvre la voie à de nouvelles investigations, espérant ainsi percer davantage de mystères relatifs à la régulation du sommeil.
FAQ
Qu’est-ce que le gène Nmu ?
Le gène Nmu joue un rôle essentiel dans la régulation du sommeil et a été associé à des cas d’insomnie lorsqu’il est trop actif.
Pourquoi les poissons-zèbres sont-ils utilisés dans les études sur le sommeil ?
Les poissons-zèbres constituent un modèle idéal pour les études sur le sommeil en raison de leurs comportements de sommeil similaires à ceux des humains, et de leur transparence, ce qui facilite l’observation des cellules.
Quelles applications pratiques pourraient découler de ces recherches ?
Les découvertes sur le Nmu pourraient mener à des traitements innovants pour des troubles du sommeil, en ciblant les gènes identifiés comme critiques.
Y a-t-il d’autres gènes en lien avec le sommeil ?
Oui, plusieurs gènes ont été associés au fait de promouvoir le sommeil ou l’éveil, bien que leur rôle exact demeure à explorer.
Comment les chercheurs contrôlent-ils l’expression des gènes chez les poissons-zèbres ?
Ils utilisent un système de promotor de choc thermique qui permet d’activer l’expression du gène inséré à des températures spécifiques, offrant ainsi un contrôle précis sur l’expérimentation.
