Un nuevo estudio en moscas de la fruta revela la danza de proteínas clave detrás de los ritmos circadianos

Un nuevo estudio en moscas de la fruta revela la danza de proteínas clave detrás de los ritmos circadianos
Crédito de la imagen: Getty

Nuevos hallazgos muestran cómo las proteínas del reloj regulan el movimiento de los genes del reloj para controlar los ritmos circadianos

Casi todas las criaturas vivientes, desde bacterias hasta plantas y humanos, tienen un ritmo circadiano, que es un reloj biológico que regula tanto la fisiología como el comportamiento durante un período de 24 horas.

Este cronometraje interno ha sido objeto de una intensa investigación durante décadas (el descubrimiento de los genes que lo impulsan le valió el Premio Nobel en 2017), pero hasta hace poco, no estaba claro cómo funcionan los ritmos circadianos dentro de las células vivas.

Usando relojes relativamente simples que se encuentran en las moscas de la fruta (Drosophila melanogaster), los investigadores de la Universidad de Michigan Yangbo Xiao, Ph.D., Ye Yuan, Ph.D., Swathi Yadlapalli, Ph.D., y sus colegas muestran que la ubicación subcelular del reloj proteínas y genes fluctúan con el paso del tiempo, lo que indica que la información espacial se traduce en señales relacionadas con el tiempo.

“Ahora podemos visualizar estas proteínas dentro de los cerebros de Drosophila mientras los relojes marchan”, dijo Yadlapalli.

El reloj interno de una mosca de la fruta y de una persona se genera mediante el ritmo de expresión génica en respuesta a señales ambientales como la luz. Algunos genes son más activos durante el día, mientras que otros son más activos durante la noche.

El ciclo sueño-vigilia es uno de los procesos más conocidos regidos por el ritmo circadiano. Este ciclo es causado en parte por la hormona melatonina, que fluctúa y alcanza su punto máximo por la noche, causando somnolencia.

Varios otros procesos corporales fluctúan en el transcurso de un día de 24 horas, controlados por la expresión de ARN que sube y baja a lo largo del día. Los relojes de todos los eucariotas, que tienen células que contienen ADN dentro de un núcleo envuelto, se basan en un simple circuito de retroalimentación negativa.

“Sus células están produciendo proteínas de reloj clave y una vez que tiene niveles lo suficientemente altos, esas proteínas ingresan al núcleo y detienen su propia producción de ARNm”, explicó Yadlapalli.

El reloj de la mosca de la fruta se compone de cuatro proteínas llamadas CLOCK, CYCLE, PERIOD y TIMELESS, que forman un ciclo de retroalimentación y regulan la expresión de varios genes regulados por el reloj. Los investigadores utilizaron CRISPR para etiquetar un gen de reloj llamado per, que codifica PERIODO, y utilizaron un microscopio de alta resolución para observar sus oscilaciones durante 24 horas.

Su equipo descubrió que PERIOD está sorprendentemente organizado y no distribuido aleatoriamente dentro de una celda. Durante la fase de represión, cuando los genes no se expresan, las proteínas forman focos, que son esferas discretas que se colocan alrededor de los bordes del núcleo, conocidas como envoltura nuclear.

“Los genes se mueven a los bordes del núcleo dentro de nuestras células y luego regresan, esencialmente cada 12 horas, todos los días, a lo largo de la vida del organismo”, dijo Yadlapalli. Este movimiento regula el ritmo circadiano.

Los investigadores también descubrieron que las moscas que carecen de una envoltura nuclear se comportan de manera anormal en respuesta a la luz y la oscuridad.

“Si interrumpe este proceso en estas 150 neuronas en los cerebros de las moscas, afecta el ciclo de sueño / vigilia de las moscas”, dijo Yadlapalli.

“Este estudio proporciona información fundamental sobre cómo funcionan los relojes circadianos a nivel subcelular. Dice Yadlapalli, y agrega que “si los relojes se interrumpen, lo que ocurre en la vejez y con algunas mutaciones, eso puede conducir a muchos trastornos, como trastornos del sueño y metabólicos e incluso cáncer, ya que los relojes controlan cuándo las células deciden dividirse”.

Documento citado: “Las proteínas del reloj regulan la organización espacio-temporal de los genes del reloj para controlar los ritmos circadianos”. Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS). DOI: 10.1073 / pnas.2019756118

Crédito de la imagen: Getty


Source: Revyuh by www.revyuh.com.

*The article has been translated based on the content of Revyuh by www.revyuh.com. If there is any problem regarding the content, copyright, please leave a report below the article. We will try to process as quickly as possible to protect the rights of the author. Thank you very much!

*We just want readers to access information more quickly and easily with other multilingual content, instead of information only available in a certain language.

*We always respect the copyright of the content of the author and always include the original link of the source article.If the author disagrees, just leave the report below the article, the article will be edited or deleted at the request of the author. Thanks very much! Best regards!