Les processus rénaux qui conduisent à la production d'urine suivent un rythme régulé par des mécanismes moléculaires appelés « horloge circadienne ». Dans une étude récente publiée dans le Journal of Clinical Investigation, des chercheurs de l'Université de Lausanne et du SIB ont cherché à comprendre, chez la souris, comment cette horloge circadienne contrôle le métabolisme rénal. Après avoir analysé des données multi-omiques, ils ont révélé qu'une partie des gènes, des protéines et des métabolites présents dans les reins et le plasma des souris s'expriment effectivement selon des schémas variables au cours de la journée. Les données ont été mises à disposition gratuitement sur un site web.
La production d'urine et l'horloge biologique
L'urine est produite dans les reins par filtration du sang dans de nombreuses petites structures appelées tubules. Ce processus nécessite une quantité importante d'énergie fournie par le métabolisme. La production d'urine suivant un rythme circadien, le métabolisme rénal est également susceptible d'être rythmique. Le rythme circadien est régulé par un mécanisme moléculaire présent dans les cellules des tubules rénaux, appelé « horloge circadienne ».
Preuve de la rythmicité du métabolisme rénal
La production d'urine est un processus très énergivore qui suit le rythme de l'horloge circadienne (voir encadré). Dans cette étude menée par Dmitri Firsov et Yohan Bignon de l'UNIL, en collaboration avec Leonore Wigger du groupe Vital-IT du SIB, les chercheurs ont cherché à comprendre comment le métabolisme rénal est régulé par l'horloge circadienne au niveau moléculaire.
Des échantillons de reins de souris génétiquement modifiées pour ne pas avoir d'horloge circadienne dans les tubules de cet organe ont été prélevés, ainsi que leur plasma. L'expression des gènes, des protéines et des métabolites a ensuite été mesurée et comparée à celle de souris normales. Il a été constaté que 20 à 30 % de tous les gènes, protéines et métabolites sont exprimés de manière rythmique dans le rein. De plus, l'horloge circadienne rénale influence le rythme et l'abondance d'une grande partie des molécules analysées dans cette étude. En conséquence, les voies moléculaires clés qui fournissent de l'énergie au rein sont fortement affectées par l'absence d'horloge circadienne rénale.
Rendre les résultats de l'analyse des données multi-omiques librement accessibles et consultables
Une approche multi-omique était nécessaire pour analyser les données moléculaires générées à partir des échantillons rénaux. Les modèles d'expression obtenus peuvent être consultés par tous sur un site web dédié, développé par Lou Götz chez Vital-IT. Leonore Wigger, biologiste computationnelle senior au SIB, déclare : « Ce projet ambitieux a permis d'acquérir de nouvelles connaissances sur l'horloge circadienne dans le rein de la souris, qui n'avait jamais été étudiée à cette échelle auparavant. Nous sommes fiers d'avoir contribué à cette étude et espérons que les ressources que nous avons créées permettront de nouvelles découvertes à l'avenir. En rendant ces données largement disponibles pour réutilisation, nous restons fidèles à l'engagement du SIB en faveur de la promotion des données de recherche ouvertes. »
Reference(s)
Bignon Y. et al. La multiomique révèle un contrôle à plusieurs niveaux du métabolisme rénal et systémique par l'horloge circadienne tubulaire rénale. The Journal of Clinical Investigation.
