Régulation nutrigénomique de la plasticité sensorielle
L’alimentation influence profondément la physiologie du cerveau, mais la manière dont les informations métaboliques sont transformées en activité neuronale et en changements de comportement reste insaisissable. Nous montrons ici que l’enzyme métabolique O-GlcNAc Transferase (OGT) est présente sur la chromatine des neurones gustatifs de D. melanogaster pour instruire les changements dans l’accessibilité de la chromatine et la transcription qui sous-tendent les adaptations sensorielles à un régime riche en sucres. OGT travaille en synergie avec la Mitogen Activated Kinase/Extracellular signal Regulated Kinase (MAPK/ERK) et son effecteur stripe (également connu sous le nom de EGR2 ou Krox20) pour intégrer les informations relatives à l’activité. L’OGT coopère également avec le silencieux épigénétique Polycomb Repressive Complex 2.1 (PRC2.1) pour diminuer l’accessibilité de la chromatine et réprimer la transcription dans le cadre d’un régime riche en sucres. Cette intégration des informations nutritionnelles et d’activité modifie les réponses des neurones gustatifs au sucre et la capacité des mouches à percevoir le goût sucré. Nos résultats révèlent comment la signalisation nutrigénomique génère l’activité neuronale et le comportement en réponse aux changements alimentaires dans les neurones sensoriels.
En résumé, nous montrons que les mécanismes de détection de l’activité et des nutriments sont intégrés au niveau génomique pour promouvoir les adaptations neuronales à l’environnement alimentaire. En particulier, nos données révèlent un rôle central et instructif pour OGT et des interactions épistatiques significatives avec des capteurs (ERK) et des effecteurs (PRC2.1). Plus généralement, nous proposons un modèle dans lequel la spécificité cellulaire et contextuelle transforme les “données nutritionnelles” – c’est-à-dire les variations des niveaux de nutriments et de métabolites – en informations nutritionnelles (Floridi, 2005), comme le montre la figure 7E (encadrés roses). Ces informations sont traitées et interprétées par des processus de régulation génétique pour prendre des “décisions” concernant la réponse aux défis environnementaux et la réalisation de changements physiologiques, neuronaux et comportementaux. Ainsi, les mécanismes nutrigénomiques pourraient constituer un chemin critique pour le flux d’informations dans les systèmes biologiques (Shannon, 1948 ; Reinagel, 2000 ; Smith, 2000 ; Fabris, 2009). Un avantage évident pourrait résider dans leur capacité à amplifier les variations transitoires, et souvent mineures, des niveaux de nutriments et d’activité en réactions fortes, qui peuvent être utilisées pour orchestrer les réponses aux défis environnementaux actuels et futurs. Les études futures dans ce domaine permettront sans aucun doute de découvrir des informations fascinantes sur les règles de la communication nutrigénomique : ces découvertes éclaireront la manière dont la nutrition et l’expression génétique convergent pour façonner la physiologie cellulaire et nous fourniront de nouveaux outils pour promouvoir le bien-être et réduire le fardeau de la maladie.
Source :https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10036121/