Résilience de l’oscillateur circadien révélé dans des bactéries individuelles
Irina Mihalcescu (Laboratoire de spectroscopie physique, UJF, Grenoble)

Jeudi 25 novembre 2004

Les bactéries sont les plus simples des organismes vivants capables d’une vie individuelle, de se reproduire, de se nourrir, de se déplacer, de se défendre et même de s’organiser lors d’une attaque ou dans des conditions de survie extrêmes. On sait actuellement que certaines molécules, (protéines ou ARN) sont présentes dans la cellule en nombres discrets et finis. Tout processus de production, dégradation ou régulation doit donc être traité en termes stochastiques. Des mesures récentes ont confirmé que la bactérie fait face à un bruit stochastique important. Comment, la cellule, gére-t-elle ce bruit stochastique, pour arriver tout simplement à réaliser les fonctions cellulaires ?

Un exemple de fonction cellulaire surprenante est l’horloge circadienne (un oscillateur biochimique auto-entretenu ayant une période d’environ 24 heures). Les cyanobactéries sont les plus simples organismes ayant un oscillateur circadien. En utilisant l’imagerie de bioluminescence, nous avons suivi pour la première fois l’oscillation de l’expression d’un gène pour des bactéries individuelles et sur plusieurs générations. En mesurant les caractéristiques des oscillateurs individuels, nous avons montré que, en dépit des fluctuations stochastiques, ces oscillateurs ont une étonnante stabilité temporelle (avec un temps de corrélation de plusieurs mois). De plus, nos résultats indiquent que le réseau génétique doit assurer cette stabilité au niveau intracellulaire car l’interaction entre les oscillateurs est négligeable.