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Descubren forma para controlar reloj biológico de las células

El equipo de investigación planea manipular los relojes circadianos de las células e investigar cómo se comunican entre sí

Científicos del Instituto de Biomoléculas Transformativas (ITbM) de la Universidad de Nagoya, en Japón, y de la Universidad de Groningen en los Países Bajos, hallaron una nueva forma de regular los relojes biológicos de las células.

El estudio que describe este enfoque, publicado en la revista Journal of the American Chemical Society, podría conducir a tratamientos para una variedad de afecciones, incluidos los trastornos del sueño.

“Aportamos un nuevo enfoque para controlar con precisión la función del reloj circadiano utilizando luz“, señaló Tsuyoshi Hirota, bioquímico de ITbM quien dirigió la investigación junto con el químico Ben Feringa, de la Universidad de Groningen.

“El reloj circadiano controla los ritmos diarios de nuestra fisiología. Su disfunción está relacionada con muchas enfermedades, como los trastornos del sueño, las enfermedades metabólicas y el cáncer. Una nueva forma de controlar el reloj circadiano revelaría los mecanismos del reloj molecular y formaría la base de la terapéutica para enfermedades relacionadas con el reloj circadiano“.

El enfoque de los investigadores consistió en controlar una molécula llamada longdaysin, que descubrieron regula los relojes circadianos de las células. Longdaysin se une a una enzima llamada CKI, inhibiendo su actividad y alargando el tiempo para que el reloj biológico pase por un ciclo de sueño-vigilia.

Para controlar este proceso, el equipo incorporó una “jaula” química en los días largos que responde a la luz, llamada grupo de protección foto-removible (PPG, por sus siglas en inglés).

En condiciones oscuras, PPG evitó que longdaysin se uniera a CKI. Cuando el compuesto fue expuesto a la luz ultravioleta o púrpura, el PPG emitió longdaysin, lo que le permitió unirse e inhibir a CKI. El proceso fue exitoso en células humanas, tejido de ratón y en larvas de pez cebra.

Este nivel de control de las largas jornadas de actividad con luz permitiría desarrollar terapias para ajustar el período del reloj en personas que sufren una afección llamada fase de sueño familiar avanzado.

Las mutaciones genéticas relacionadas con CKI conducen a este trastorno, el cual ocasiona que una persona tenga un sueño anormal muy temprano durante la noche, por lo que se duerme temprano, se despierta y tiene energía muy temprano por la mañana.

Los investigadores afirman que su estudio también ayudaría a realizar nuevas investigaciones sobre la organización circadiana en mamíferos, a fin de identificar la relación entre la interrupción del reloj circadiano y el desarrollo de enfermedades, y buscar terapias que usen una regulación dependiente de luz para tratar enfermedades relacionadas con el reloj circadiano.

Posteriormente, el equipo planea manipular los relojes circadianos de las células dentro de las poblaciones celulares e investigar cómo los relojes circadianos en las células individuales se comunican entre sí.

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