Comment la fascination de Jeffrey Hall pour les mouches à fruits a fait craquer le rythme circadien

La fascination de Jeffrey Hall pour les mouches à fruits nous a permis de comprendre comment la génétique et les hormones contrôlent les rythmes circadiens des animaux.

Jeffrey C. Hall et les mouches à fruits
Jeffrey C. Hall et les mouches à fruits

Jeffrey C. Hall est un généticien lauréat du prix Nobel dont l’intérêt pour les mouches à fruits s’est révélé révolutionnaire pour notre compréhension des rythmes circadiens. Nous explorons ici l’homme qui se cache derrière le prix Nobel et abordons brièvement les raisons pour lesquelles son travail était si important.

Qui est Jeffrey C. Hall ?

Hall est un généticien américain surtout connu pour ses recherches sur le comportement et les rythmes biologiques de la drosophile Drosophila melanogaster. Il est né le 3 mai 1945 à Brooklyn, dans l’État de New York, et a reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine pour sa contribution à la découverte de la manière dont les cellules animales suivent le temps.

Hall a passé sa jeunesse à l’extérieur de Washington, D.C., où son père travaillait pour l’Associated Press, couvrant les “va-et-vient” du Sénat américain. Son père a exercé une influence majeure sur M. Hall, en lui inculquant le besoin de se tenir au courant des questions d’actualité.

À l’origine, il se destinait à une carrière dans la médecine, mais pendant ses études au Amherst College, il s’est passionné pour les mouches à fruits.

Pendant ses études, Hall a travaillé avec Philip Ives, qui l’a également beaucoup influencé. Sous la supervision d’Ives, Hall a étudié la recombinaison et l’induction de translocations dans les spécimens de drosophile.

En raison de son excellent travail à Amherst, il a été persuadé de poursuivre un doctorat en génétique à l’Université de Washington à Seattle.

Après un passage à l’Institut de technologie de Californie à Pasadena, M. Hall a commencé à travailler à l’Université Brandeis à Waltham, Massachusetts en 1974.

En 2004, Hall a été nommé professeur émérite de biologie à Brandeis. Hall est ensuite entré à l’ Université du Maine en tant que professeur associé. Il a ensuite été nommé Professeur Libra de neurogénétique.

Jeffrey a enseigné à l’université jusqu’en 2012.

Outre son prix Nobel bien mérité, M. Hall a reçu de nombreuses autres récompenses tout au long de sa carrière, notamment : –

M. Hall a également été rédacteur en chef de plusieurs revues scientifiques et a été élu membre de plusieurs organisations scientifiques, dont l’ American Academy of Arts and Sciences (2001) et la National Academy of Sciences (2003).

Dans quel domaine scientifique Jeffrey Hall travaille-t-il ?

La principale discipline scientifique de Hall est la génétique.

Les travaux de sa vie ont porté principalement sur les mécanismes moléculaires qui sous-tendent le rythme biologique de la drosophile. Ce n’est pas le moindre de ses travaux qui a permis aux scientifiques de mieux comprendre les rythmes circadiens des animaux.

“Au sein de nos cellules, une horloge interne nous aide à ajuster nos rythmes biologiques aux différentes phases du jour et de la nuit. Jeffrey Hall, Michael Rosbash et Michael Young ont étudié des mouches à fruits pour découvrir le fonctionnement de cette horloge.

En 1984, ils ont réussi à identifier un gène qui code pour une protéine qui s’accumule la nuit mais est dégradée le jour. Ils ont également identifié d’autres protéines qui font partie d’une horloge biologique autorégulatrice dans les cellules de la drosophile.

Il a été démontré que les mêmes principes s’appliquent aux autres animaux et aux plantes.” – Prix Nobel.

Au cas où vous ne le sauriez pas, il s’agit de l’horloge biologique autorégulée de 24 heures qui contrôle le comportement de nombreux animaux, y compris les humains. Pour cela, il a reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine en 2017.

Il a partagé le prix avec deux autres scientifiques américains, Michael Rosbash et Michael W. Young.

Comment la parade nuptiale des mouches à fruits a conduit au prix Nobel de Hall

Les travaux de M. Hall ont principalement porté sur la neurogénétique de la parade nuptiale et des rythmes biologiques chez la drosophile. Dans le cadre de ces recherches, M. Hall a découvert des éléments qui contribuent à réguler le comportement de “chant” de la cour en étudiant des régions du système nerveux de la mouche.

Avec l’un de ses boursiers postdoctoraux, il a découvert que les “chants” des mouches se produisaient périodiquement et à intervalles réguliers. Son équipe a ensuite constaté que les mouches mutantes semblaient effectuer leur parade nuptiale à des moments anormaux des cycles quotidiens de veille et de sommeil.

“Les (1)gènes(2)tics” target=”_blank” rel=”noopener noreferrer nofollow”>mutations à l’origine des troubles du sommeil et de l’éveil étaient situées dans un (1)gène(2) inconnu qui avait été désigné comme un gène de période en raison de son influence apparente sur les rythmes circadiens.” – (1)Gene(2).

Après avoir été critiqué par ses collègues au milieu des années 1980, Hall, en collaboration avec Roshbash, a réussi à localiser et à isoler ce gène. À peu près au même moment, un autre chercheur de l’université Rockefeller, à New York, Young, a réalisé le même exploit de manière indépendante.

Robash et Hall ont ensuite découvert que les niveaux du produit du gène dit “périodique”, la protéine périodique (PER), semblaient fluctuer dans le cerveau de la drosophile. D’après leurs études, le PER s’est accumulé la nuit et a chuté pendant la journée.

Ces fluctuations ou oscillations des niveaux de PER semblent également être le produit d’une boucle de rétroaction négative. Ils ont découvert que le PER était produit par la mouche à fruits jusqu’à ce qu’il atteigne un certain niveau critique.

Lorsque cette valeur est atteinte, la synthèse du PER s’arrête automatiquement.

“De cette façon, la production de la protéine était régulée dans un cycle continu de 24 heures. Hall, Rosbash et Young ont ensuite découvert d’autres gènes régulateurs du rythme et ont élucidé les mécanismes par lesquels la lumière et d’autres facteurs influencent la synchronisation de l’horloge circadienne.” – Encyclopédie Britannica.

Des travaux ultérieurs sur ce même sujet dans les années 1990 ont permis à Hall, Robash et à d’autres de découvrir que leur nouveau gène était également exprimé dans d’autres cellules du corps des mouches.

Quelle est la pertinence des recherches de Hall sur la mouche à fruits pour les autres animaux ?

Les travaux de Hall sur le rythme circadien des mouches à fruits se sont avérés révolutionnaires pour notre compréhension du rythme circadien.

Hall a également réussi à découvrir que le gène s’exprime en réponse aux cycles d’obscurité et de lumière – comme le jour et la nuit. Il a découvert qu’une protéine appelée Pigment Dispersing Factor (PDF) aide à contrôler leurs rythmes circadiens.

Le PDF, a encore découvert Hall, permet de contrôler l’activité de mouvement de ces gènes dans les cellules. PDF a été localisé dans les petits neurones latéraux ventraux (sLNvs) dans le cerveau de la drosophile.

Sur la base de cette découverte, Hall et ses collègues ont pu déterminer que ces neurones agissent comme une sorte de pacemaker pour le rythme circadien chez la drosophile. Il a également conclu que cette PDF est la principale protéine permettant de maintenir la synchronisation dans d’autres cellules du corps.

Chez l’homme, ce rythme contribue à réguler le moment où nous dormons, mangeons, libérons des hormones et augmentons/abaissent la pression sanguine. Les habitudes d’une personne peuvent facilement perturber ce cycle naturel si elle travaille tard, voyage sur de longues distances en avion et se couche tard le soir.

Si de tels dysfonctionnements peuvent avoir un impact sérieux sur votre santé globale, ils peuvent heureusement être réinitialisés.

Ce rythme est contrôlé par des gènes et des protéines exprimées similaires chez d’autres animaux et chez la drosophile. Chez l’homme, le noyau suprachiasmatique (NSC) situé dans l’hypothalamus est analogue aux petits neurones latéraux ventraux (sLNvs) de la drosophile. Le noyau suprachiasmatique (NSC) chez l’homme est analogue aux petits neurones latéraux ventraux (sLNvs) de la drosophile.

Une protéine appelée neuropeptide ve_intestinal_peptide” target=”_blank” rel=”noopener noreferrer nofollow”> vasoacti ve_intestinal_peptide” target=”_blank” rel=”noopener noreferrer nofollow”> ve intestinal peptide ( VIP) est également un homologue de la mouche à fruits-. PF chez l’homme.

Les activités neuronales et hormonales du SCN et du VIP, respectivement, régulent de nombreuses fonctions corporelles différentes dans un cycle de 24 heures, impliquant environ 20 000 neurones.

“Chaque organisme vivant sur cette planète réagit au soleil” a déclaré Sir Paul Nurse (qui a reçu le prix Nobel en 2001).

“Tout le comportement des plantes et des animaux est régi par le cycle lumière-obscurité. Nous, sur cette planète, sommes des esclaves du soleil. L’horloge circadienne est intégrée à nos mécanismes de fonctionnement, à notre métabolisme, elle est intégrée partout, c’est un véritable élément central pour comprendre la vie”, a-t-il ajouté.

Enfin 5 faits sur Jeffrey Hall

1. Hall a reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine en 2017.

Les travaux de M. Hall ont permis aux scientifiques de découvrir les gènes et les hormones qui contribuent à contrôler le rythme circadien d’un animal.

3. Hall est né en mai 1945 et a aujourd’hui 74 ans.

4 La fascination de Hall pour les mouches à fruits a commencé pendant ses études de premier cycle au Amherst College. Elle allait définir le reste de sa carrière universitaire et de recherche.

5 Hall a reçu plusieurs prix en reconnaissance de ses travaux, notamment la médaille de la Genetics Society of America, le prix Gruber en neurosciences, le prix Louisa Gross Horwitz, le prix international de la Gairdner Foundation, le prix Shaw et le prix Wiley.