L’insomnie est un trouble du sommeil caractérisé par une difficulté à s’endormir ou à rester endormi, entraînant une fatigue chronique et une altération du fonctionnement diurne. Elle peut être causée par une variété de facteurs, y compris le stress, l’anxiété, la dépression, des conditions médicales et des habitudes de sommeil malsaines.
Le biologiste Texas A&M Alex Keene et son équipe ont utilisé la cartographie variante-gène, une approche de génomique prédictive, pour démontrer que le gène Pig-Q joue un rôle dans la régulation du sommeil chez l’homme, les mouches et le poisson zèbre.
Un effort financé par les National Institutes of Health, composé de chercheurs de la Texas A&M University, de la Perelman School of Medicine de l’Université de Pennsylvanie et du Children’s Hospital of Philadelphia (CHOP), a utilisé la génomique humaine pour découvrir une nouvelle voie génétique qui régule sommeil chez les humains et les mouches des fruits. Cette percée pourrait mener au développement de nouveaux traitements contre l’insomnie et d’autres troubles liés au sommeil.
Alex Keene, généticien et biologiste évolutionniste du Texas A&M, a travaillé avec Allan Pack et Philip Gehrman de l’Université de Pennsylvanie et Struan Grant de l’Hôpital pour enfants de Philadelphie (CHOP) sur la recherche innovante. Leurs conclusions ont été récemment publiées dans la revue <span class="glossaryLink" aria-describedby="tt" data-cmtooltip="
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“Il y a eu d’énormes efforts pour utiliser les études génomiques humaines pour trouver des gènes du sommeil”, a déclaré Keene. « Certaines études portent sur des centaines de milliers d’individus. Mais la validation et les tests sur des modèles animaux sont essentiels pour comprendre la fonction. Nous y sommes parvenus ici, en grande partie parce que nous apportons chacun un domaine d’expertise différent qui a permis l’efficacité ultime de cette collaboration.
Keene dit que la chose la plus excitante à propos du travail de l’équipe est qu’ils ont développé un pipeline en commençant non pas avec un organisme modèle, mais avec des données génomiques humaines réelles.
“Il existe une abondance d’études d’association à l’échelle du génome humain (GWAS) qui identifient des variantes génétiques associées au sommeil chez l’homme”, a déclaré Keene. « Cependant, les valider a été un énorme défi. Notre équipe a utilisé une approche génomique appelée cartographie variant-à-gène pour prédire les gènes impactés par chaque variant génétique. Ensuite, nous avons examiné l’effet de ces gènes chez les mouches des fruits.
“Nos études ont montré que les mutations du gène Pig-Q, qui est nécessaire à la biosynthèse d’un modificateur de la fonction protéique, augmentaient le sommeil. Nous avons ensuite testé cela dans un modèle vertébré, le poisson zèbre, et avons trouvé un effet similaire. Par conséquent, chez les humains, les mouches et les poissons zèbres, Pig-Q est associé à la régulation du sommeil.
Keene dit que la prochaine étape de l’équipe consiste à étudier le rôle d’une modification protéique commune, la biosynthèse des ancres GPI, sur la régulation du sommeil. En outre, il note que le pipeline humain-mouches des fruits-poisson zèbre que l’équipe a développé leur permettra d’évaluer fonctionnellement non seulement les gènes du sommeil, mais également d’autres traits couramment étudiés à l’aide du GWAS humain, notamment la neurodégénérescence, le vieillissement et la mémoire.
“Comprendre comment les gènes régulent le sommeil et le rôle de cette voie dans la régulation du sommeil peut aider à débloquer de futures découvertes sur le sommeil et les troubles du sommeil, tels que l’insomnie”, a déclaré Gehrman, professeur agrégé de psychologie clinique en psychiatrie à Penn et psychologue clinicien au Penn Chronobiologie et Institut du sommeil. “À l’avenir, nous continuerons à utiliser et à étudier ce système pour identifier davantage de gènes régulant le sommeil, ce qui pourrait indiquer la direction de nouveaux traitements pour les troubles du sommeil.”
Les recherches de Keene au sein de son laboratoire affilié au Center for Biological Clocks Research se situent à l’intersection de l’évolution et des neurosciences, avec un accent principal sur la compréhension des mécanismes neuronaux et des fondements évolutifs du sommeil, de la formation de la mémoire et d’autres fonctions comportementales dans les modèles de mouches et de poissons. Plus précisément, il étudie les mouches des fruits (Drosophile melanogaster) et des poissons des cavernes mexicains qui ont perdu à la fois la vue et la capacité de dormir dans le but d’identifier la base génétique des choix comportementaux qui influent sur les maladies humaines, notamment l’obésité, le diabète et les maladies cardiaques.
Référence : « Cartographie variant-à-gène suivie d’une
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>espèce[{“attribute=””>species le dépistage génétique identifie la biosynthèse des ancres GPI comme un régulateur du sommeil » par Justin Palermo, Alessandra Chesi, Amber Zimmerman, Shilpa Sonti, Matthew C. Pahl, Chiara Lasconi, Elizabeth B. Brown, James A. Pippin, Andrew D. Wells, Fusun Doldur-Balli, Diego R. Mazzotti, Allan I. Pack, Phillip R. Gehrman, Struan FA Grant et Alex C. Keene, 6 janvier 2023, Avancées scientifiques.
DOI : 10.1126/sciadv.abq0844
L’étude a été financée par les National Institutes of Health.
