D-alanine liée à la gluconéogenèse dans les reins et l’horloge circadienne

Ce n’est que récemment qu’on a découvert que les acides aminés, les éléments constitutifs des protéines, existent sous deux formes différentes : les formes L et D. Alors que toutes les protéines naturelles sont constituées exclusivement d’acides aminés L, la fonction des acides aminés D reste mal comprise, bien qu’ils soient présents dans les aliments que nous consommons quotidiennement.

Aujourd’hui, une équipe de recherche multi-institutionnelle dirigée par l’Université d’Osaka a révélé la fonction d’un acide aminé de forme D : la D-alanine. Alors, que fait-il et comment ont-ils découvert sa fonction ? Pour comprendre, nous avons besoin d’un peu d’informations générales.

L’horloge circadienne, une oscillation naturelle de notre corps qui s’aligne sur le cycle de 24 heures du jour et de la nuit, affecte de nombreux processus biologiques. L’une d’elles est la gluconéogenèse, dans laquelle du nouveau glucose peut être créé pour maintenir les niveaux d’énergie au lieu de l’apport en glucides. Bien que l’on sache que la gluconéogenèse varie en fonction du rythme circadien, la raison en est inconnue.

Il y avait cependant quelques indices. La D-alanine se trouve dans les tissus qui métabolisent le glucose, et des traces de D-alanine dans le sang et l’urine varient en fonction du rythme circadien. À l’aide d’un équipement spécial et d’une technique analytique avancée, les chercheurs ont pu détecter et quantifier des traces de cet acide aminé rare. L’équipe a pu alors vérifier que les niveaux de D-alanine changent de manière fiable avec l’horloge circadienne ; les variations sont causées par l’élimination de la D-alanine via l’urine, un processus contrôlé par le rein. Ils ont également montré que le sommeil était essentiel dans la régulation des niveaux de D-alanine.

Nous avons décidé d’examiner quels gènes sont exprimés lorsque le rein est exposé à la D-alanine. Nous avons utilisé une analyse d’apprentissage en profondeur avec un algorithme itératif de forêt aléatoire pour identifier les gènes ciblés. Nous avons constaté que la D-alanine régule positivement à la fois les gènes liés à la gluconéogenèse et les gènes connus pour être liés au rythme circadien.

Shinsuke Sakai, auteur principal de l’étude

L’analyse des facteurs de transcription, qui sont des protéines qui régulent l’expression des gènes, a montré que les changements induits par la D-alanine étaient médiés par une protéine appelée Cry2, connue pour être un régulateur circadien clé. Dans des conditions de perturbation du rythme circadien, le traitement à la D-alanine a amélioré le rythme quotidien.

“Grâce à ces expériences, nous avons pu montrer que la D-alanine est un lien entre la gluconéogenèse dans le rein et l’horloge circadienne”, explique l’auteur principal Tomonori Kimura, “et que la D-alanine active la gluconéogenèse via le réseau transcriptionnel circadien”.

Révéler le lien entre la D-alanine et l’horloge circadienne représente une avancée majeure dans notre compréhension de ces rares acides aminés D. Une possibilité intéressante réside dans les nouveaux traitements pour les maladies liées au glucose, par exemple le diabète, et à l’horloge circadienne, par exemple les troubles du sommeil.