Un gène lié à une déficience intellectuelle contrôle aussi le sommeil, et le mécanisme est étonnamment élégant
Un gène déjà associé à une forme rare de déficience intellectuelle joue en réalité un rôle central dans la régulation du sommeil. De nouvelles recherches menées sur la mouche du vinaigre expliquent comment, et les implications dépassent le cadre d'une seule maladie rare.
Le sommeil n'est pas commandé par un simple interrupteur. Il résulte de l'activité coordonnée de plusieurs systèmes moléculaires, dont l'horloge circadienne. Cette horloge interne maintient presque chaque cellule du corps synchronisée sur un cycle d'environ vingt-quatre heures. La protéine PERIOD en est un acteur clé. Lorsqu'elle est produite et dégradée en quantités adéquates au bon moment, l'horloge fonctionne avec précision. Quand cet équilibre est rompu, le sommeil en pâtit.
Un gène, deux fonctions
Le gène Mettl5 était déjà connu pour son association avec une forme héréditaire rare de déficience intellectuelle. Les personnes porteuses de mutations dans Mettl5 présentent des troubles cognitifs, et beaucoup souffrent aussi de perturbations importantes du sommeil. Ces problèmes restaient inexpliqués. De nouvelles recherches publiées dans eLife, utilisant la mouche du vinaigre Drosophila comme organisme modèle, montrent que Mettl5 régule simultanément la production et la dégradation de la protéine PERIOD dans les neurones.
Ce double rôle est inhabituel. La production et la dégradation sont généralement des processus opposés, pilotés par des systèmes moléculaires distincts. Un seul gène qui coordonne les deux agit comme un régulateur d'amplitude pour l'horloge biologique : il fixe la hauteur des pics et la profondeur des creux du cycle quotidien. Lorsque Mettl5 cesse de fonctionner, cet équilibre s'effondre et les rythmes de sommeil deviennent irréguliers. Des expériences de restauration ont montré que rétablir l'expression de Mettl5 uniquement dans les neurones suffisait à largement corriger ces perturbations. Le système nerveux est donc le principal site d'action, et non les autres tissus.
Ce que la mouche peut, et ne peut pas, nous apprendre
La Drosophila n'est pas un être humain. Mais l'horloge circadienne est l'un des systèmes biologiques les mieux conservés au cours de l'évolution. Les mécanismes de base qui régissent les rythmes veille-sommeil sont largement partagés entre les espèces, de la mouche à l'humain. Les découvertes issues de la génétique des mouches sont donc plus pertinentes que la taille de ces organismes ne le laisserait supposer.
Le lien avec la longévité passe par la qualité du sommeil. Un sommeil de mauvaise qualité est l'un des meilleurs prédicteurs de l'état de santé à long terme : la perturbation chronique du sommeil est associée à une neurodégénérescence accélérée, à des maladies métaboliques, à un risque cardiovasculaire accru et à une mortalité précoce. Comprendre quels mécanismes moléculaires gouvernent le sommeil, et comment des mutations dans des gènes comme Mettl5 les dérèglent, pourrait ouvrir des pistes thérapeutiques pour les personnes souffrant de troubles du sommeil d'origine neurologique. Des essais cliniques seraient nécessaires pour savoir si ces pistes aboutissent à des traitements, pour quels patients et dans quels délais.