Utilisateur:INSA-1A-gr2/Brouillon Cryptochrome 2014

Les cryptochromes sont des pigments dont la présence a initialement été détectée chez un végétal, l’arabette des dames (plante épigée). Ils sont aussi présents chez les animaux (la souris, les oiseaux), chez les insectes (la drosophile), ainsi que chez l'Homme. Ils sont situés majoritairement dans les cellules ganglionnaires de la rétine, sont plus ou moins nombreux selon les espèces, et leur nature et fonction diffèrent aussi. Les crytpochromes absorbent la lumière bleue et modifient la croissance chez le végétal en fonction de l'éclairement et de la photopériode. Ils jouent ainsi le rôle d'intermédiaire entre l'éclairement et la croissance de la plante. Chez les animaux, les cryptochromes agiraient sur l’horloge biologique interne, et peut être chez les migrateurs serait utile à la magnétoréception.

Structure et activation du cryptochrome par photoréduction

Au niveau chimique, le cryptochrome est une flavoprotéine provenant de l’expression de deux gènes : CRY1 et CRY2. Il dérive d’une autre protéine : la photolyase. Cette enzyme est utile à la réparation de l’ADN, mais le cryptochrome n’a pas conservé cette propriété. Néanmoins, tout comme la photolyase, il est activé par le processus de photoréduction. Le cofacteur FAD (Flavine Adénine Dinucléotide), qui est initialement sous la forme oxydée, passe à l’état excité après absorption de photons de lumière bleue. S’ensuit un transfert d'électron entre la FAD et les trois tryptophanes (acides aminés) du cryptochrome. Pendant ces réactions, des paires radicalaires se forment et la FAD passe à son état réduit. Le crytpochrome est activé et peut être sensible à un champ magnétique extérieur. Ceci serait la première étape de la transduction, c’est-à-dire la conversion par la cellule d’un signal, ici magnétique, en un autre.

Rôle dans la magnétoréception

L'expérience qui a formellement prouvé le caractère indispensable des cryptochromes dans la magnétoréception a été effectuée sur des Drosophiles : celles-ci ont été mise en présence d'un tube auquel on avait appliqué un champ magnétique de l'ordre de 500 micro Teslas. L’expérience a été appliquée sur des drosophiles génétiquement déficientes en CRY1, le gène codant les cryptochromes. Celles-ci n'ont pas répondu au champ magnétique, sous l’influence du spectre lumineux complet, contrairement aux autres. Ceci montre que les cryptochromes sont les protéines qui permettent de capter le champ magnétique, en présence du spectre lumineux complet. Une autre expérience montre l’implication du cryptochrome dans la migration chez les oiseaux : on a étudié l’expression du gène CRY1 chez deux espèces de passereaux. Le gène s’exprime chez le passereaux migrant la nuit (Sylvia Borin), mais pas chez l’autre espèce sédentaire (Diamant mandarin). Ce gène est donc éventuellement utile aux phénomènes migratoires.

Bibliographie

BRUGERE, Henri. La magnétoréception, un nouveau chapitre de la physiologie sensorielle. Mémoire en physiologie-thérapeutique. Alfort : Ecole nationale vétérinaire d'Alfort, 2009, Tome 162, n°2, p.117-124. BRUGERE, Henri. Comment les animaux perçoivent les champs magnétiques. SCIENCE... et pseudo-sciences . 2009, n°285, p.25. Disponible sur : Comment les animaux perçoivent les champs magnétiques

VOET, Donald et VOET, Judith G. . Réplication, réparation et recombinaison de l'ADN. In : Biochimie. De Boeck Supérieur. Espagne : De Boeck Supérieur, 2005, 1600p. Disponible sur : Réplication, réparation et recombinaison de l'ADN (Consulté le 25/04/2013).

SOLOV’YOV, Ilia et SCHULTEN, Klaus. Cryptochrome and Magnetic Sensing. Theoretical and computational biophysics group . 2014. (Consulté le 02/05/2014).