L'horloge circadienne et le métabolisme des graisses seraient liés par un mécanisme récemment découvert

Selon une étude menée par Princeton University publiée dans Nature Communications, l’enzyme Nocturnin, qui régit des tâches quotidiennes telles que le métabolisme des graisses et l’utilisation de l’énergie, fonctionne d’une manière totalement différente de ce qui avait été préalablement compris. Le mécanisme nouvellement découvert révèle le lien moléculaire entre les fluctuations quotidiennes de l'enzyme et son rôle de régulation de l'énergie dans le corps

Comme le soulignent les chercheurs, Nocturnin fait partie de l'horloge circadienne qui modifie le métabolisme et le comportement des organismes vivants pour répondre aux besoins de l'organisme à différents moments de la journée. À titre d'exemple, les niveaux de Nocturnin fluctuent au cours de la journée, atteignant leur maximum lorsque le corps se réveille pour la première fois. Nocturnin est également un régulateur essentiel du métabolisme. En effet, comparées aux souris régulières, les souris dépourvues de l'enzyme produisent moins d'insuline, sont protégées contre la stéatose hépatique et sont moins susceptibles de prendre du poids.

Or, selon les chercheurs, la fonction précise de Nocturnin à l’intérieur des cellules n’a toutefois pas été définie clairement. Pendant de nombreuses années, ces derniers croyaient que l’enzyme activait et désactivait le métabolisme cellulaire en dégradant certains messages cellulaires constitués d’acide ribonucléique, ou ARNm. L'année dernière, cependant, des chercheurs ont découvert que Nocturnin était incapable de dégrader les ARN.

Les chercheurs ont découvert que Nocturnin joue un rôle beaucoup plus direct dans le métabolisme qu’ils ne l’avaient prédit. Plutôt que de dégrader les ARNm, l'enzyme régule des métabolites spécifiques qui favorisent la production d'énergie et protègent les cellules des dommages. Ils ont également découvert que Nocturnin était située dans les structures productrices d'énergie de la cellule, les mitochondries, suggèrant que c'est là que l'enzyme remplit sa fonction.

Les chercheurs ont découvert que Nocturnin élimine un groupe phosphate de deux molécules importantes du métabolisme, appelées NADP + et NADPH. Ces molécules permettent à la cellule de moduler les niveaux d'espèces réactives de l'oxygène, qui agissent à la fois comme agents nocifs causant des dommages et comme molécules de signalisation contrôlant le métabolisme et le stockage des graisses. Les chercheurs ont conclu que Nocturnin était la première enzyme connue à effectuer cette réaction sur le NADP + et le NADPH dans les mitochondries.

Selon les chercheurs, l'élimination des groupes phosphates de NADP + et NADPH produit deux molécules différentes mais d'égale importance, le NAD + et le NADH, qui sont essentielles au fonctionnement des enzymes métaboliques, les machines moléculaires qui produisent de l'énergie en décomposant des biomolécules riches en énergie telles que le glucose.
Les chercheurs ont également déchiffré la structure cristalline de Nocturnin humain lié au NADPH, montrant au niveau atomique comment se produit la réaction induite par Nocturnin. NADPH s'intègre parfaitement dans le site actif de Nocturnin afin que l'enzyme puisse facilement éliminer le groupe phosphate de la molécule.

Les chercheurs mentionnent, en terminant, que même à l'ère de la génomique et de la médecine personnalisée, la biologie fondamentale reste à comprendre.