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Sauter le gymnase ? Blâmez votre Epigenome

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Certaines personnes se réveillent tôt le matin pour courir, faire du vélo, nager ou soulever des objets. Pour d'autres, trouver la motivation de faire de l'exercice peut être plus difficile. Une nouvelle étude montre que la différence entre les deux peut être maintenue dans le contrôle épigénétique de l'expression de certains gènes. Et comme les mécanismes épigénétiques sont intrinsèquement plus malléables que la génétique, les résultats suggèrent une façon potentielle d'aider les gens à " programmer " des activités physiques plus agréables.

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Le travail est publié dans un article intitulé "DNA methylation in AgRP neurons regulates voluntary exercise behavior in mice", publié dans Nature Communications.

Des chercheurs du Baylor College of Medicine rapportent la création surprenante d'une souris " épigénétique couch potato ". Ils ont découvert que les changements dans la méthylation de l'ADN dans les neurones de l'hypothalamus ont un impact majeur sur les niveaux de comportement d'exercice volontaire.

"Nous étudions les programmes de développement, qui font référence à la façon dont l'environnement pendant le développement peut avoir un impact à long terme sur le risque de maladie ", a déclaré l'auteur correspondant, Robert A. Waterland, PhD, professeur de nutrition pédiatrique au Children's Nutrition Research Center du USDA/ARS à Baylor and Texas Children's Hospital.

Au cours des dernières années, les chercheurs ont étudié divers modèles de souris pour comprendre la programmation du développement de l'équilibre énergétique, c'est-à-dire l'équilibre entre les calories consommées et celles brûlées. Un bilan énergétique positif prolongé conduit à l'obésité. Et, que l'influence environnementale précoce soit une restriction de la croissance fœtale, la surnutrition infantile ou l'exercice maternel pendant la grossesse, l'effet à long terme sur l'équilibre énergétique était toujours dû à des changements persistants dans l'activité physique et non à l'apport alimentaire.

Nos constatations antérieures suggéraient que l'établissement d'un " point de consigne " d'activité physique peut être influencé par l'environnement précoce, et que cela peut impliquer l'épigénétique ", a déclaré Waterland.

Dans la présente étude, l'équipe a conçu une expérience pour vérifier directement si la méthylation de l'ADN dans le cerveau affecte l'équilibre énergétique. Ils se sont concentrés sur l'hypothalamus, une région du cerveau qui joue un rôle central dans l'équilibre énergétique, et en particulier, ont étudié un sous-ensemble spécialisé de neurones hypothalamiques appelés neurones AgRP, connus pour leur rôle dans la régulation de la consommation alimentaire.

Les chercheurs ont perturbé la méthylation de l'ADN dans les neurones AgRP en désactivant le gène Dnmt3a. Dnmt3a est responsable de l'ajout de groupes méthyles à l'ADN, en particulier dans le cerveau au début de la vie postnatale. Les résultats ont montré qu'en effet, la méthylation de l'ADN était considérablement réduite dans les neurones AgRP de ces souris. Les chercheurs ont ensuite vérifié si ces animaux avaient pris ou perdu du poids par rapport à des souris normales.

"Nous nous attendions à ce que l'interférence avec la méthylation de l'ADN dans les neurones AgRP entraîne des changements majeurs dans le poids des animaux ", a déclaré Harry MacKay, PhD, chercheur postdoctoral au laboratoire Waterland et premier auteur de cette étude. "Cependant, les souris déficientes en Dnmt3a n'étaient que légèrement plus grosses que celles qui n'étaient pas déficientes."

Lorsque les chercheurs ont exploré la cause de ce changement dans le bilan énergétique, ils s'attendaient à trouver des différences dans l'apport alimentaire entre les souris normales et les souris déficientes en Dnmt3a. Mais il n'y en avait pas. Ils ont plutôt constaté une différence majeure dans l'exercice physique spontané.

Les chercheurs ont placé des roues de course dans les cages des animaux pendant huit semaines et ont mesuré combien ils couraient chaque nuit. Les souris mâles normales couraient environ 6 km (3,7 milles) chaque nuit, mais les souris déficientes en Dnmt3a ne couraient que la moitié moins et, par conséquent, perdaient moins de graisse. Il est important de noter que des études détaillées sur tapis roulant ont montré que, bien qu'elles n'aient fait courir que la moitié moins de souris que les souris normales, les souris déficientes en Dnmt3a étaient tout aussi capables de courir. Ils avaient la capacité, mais semblaient ne pas en avoir le désir.

"Nos résultats suggèrent que les mécanismes épigénétiques, tels que la méthylation de l'ADN, qui sont établis dans le cerveau au cours de la vie fœtale ou au début de la vie postnatale, jouent un rôle majeur dans la détermination de la propension individuelle à l'exercice," a déclaré Waterland. "De nos jours, comme la diminution de l'activité physique contribue à l'épidémie mondiale d'obésité, il est de plus en plus important de comprendre comment tout cela fonctionne."