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ÉVOLUTION : Comment CLOCK nous rend plus intelligents

Actualité publiée il y a 1 année 7 mois 1 semaine
Genes & Development
Des niveaux plus élevés de CLOCK (en rouge sur visuel) permettent aux neurones de migrer plus loin.

Le gène CLOCK apporte, avec cette étude de l’Université du Texas Southwestern des réponses sur l'évolution du cerveau humain. Ce gène qui participe au contrôle denos horloges biologiques joue également un rôle essentiel dans la régulation d’autres gènes spécifiques à l'homme, importants pour l'évolution de notre cerveau. Ces travaux, présentés dans la revue Genes & Development contribuent ainsi à décrypter les mystères moléculaires qui rendent le cerveau humain si unique et si plastique.

L’étude démontre que les protéines codées par CLOCK qui contrôle nos horloges biologiques joue affectent la fonction cérébrale et les processus par lesquels les neurones trouvent leur place dans le cerveau. CLOCK constitue ainsi un point clé dans la hiérarchie des voies moléculaires importantes pour le développement et l'évolution du cerveau humain, souligne le Dr Genevieve Konopka, neuroscientifique au Brain Institute d'UT Southwestern.

 

Notre cerveau humain est plus gros que le cerveau de notre parent le plus proche, le chimpanzé. Mais la taille seule ne détermine pas les capacités cognitives. Ainsi, certains mammifères comme les baleines et les dauphins ont des cerveaux plus grands et en dépit de sa taille, le cerveau humain est plus « intelligent ». Quels sont donc les gènes critiques pour notre développement cérébral ? Ces travaux tentent de répondre à la question en se concentrant sur le néocortex, une zone du cerveau caractérisée par ses plis, associéea priori à la vue et à l'ouïe, et considérée comme la partie du cortex la plus récemment développée. En 2012 déjà l’équipe avait montré que CLOCK augmente l'expression dans le néocortex humain par rapport à d'autres cerveaux de primates. Les chercheurs ont donc voulu en savoir plus, à partir de l’étude de tissu cérébral post-mortem et de neurones humains en culture sur l’action de ces protéines de l'horloge dans une zone neurale qui n'est pas traditionnellement considérée comme impliquée dans la fonction du rythme circadien.

 

Une nouvelle fonction du gène CLOCK dans le cerveau, non liée aux rythmes circadiens : Les travaux montrent en effet que CLOCK régule un ensemble de gènes importants pour l'évolution du cerveau, en régulant la migration neuronale, soit le processus par lequel les neurones nés dans d'autres zones du cerveau se placent « correctement » dans les circuits neuronaux appropriés. Ainsi, des niveaux plus élevés de CLOCK (en rouge sur visuel) permettent aux neurones de migrer plus loin. Les défauts de ce processus de migration conduisent à une série de troubles cognitifs. Ainsi, CLOCK régule aussi des gènes liés aux troubles cognitifs.  

 

Next steps, organoïdes puis souris : la recherche se poursuit sur des organoïdes cérébraux ou mini-cerveaux humains cultivés en laboratoire afin de mieux comprendre les différentes voies régulées par CLOCK. L’objectif est de documenter peu à peu les fonctions ou dysfonctions dépendantes de CLOCK comme les défauts dans la migration neuronale ou le développement d'autres types de cellules. Puis la recherche devrait se poursuivre chez la souris modèle de CLOCK, « injecté » dans le néocortex pour identifier les changements dans le développement et le comportement du cerveau.

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