Investigadores han encontrado una nueva forma de regular los relojes biológicos de las células podrían llevar a tratamientos para varias condiciones.
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Investigadores del Instituto Japonés de Biomoléculas Transformativas (ITbM) de la Universidad de Nagoya, la Universidad Holandesa de Groningen, y colegas han encontrado una nueva forma de regular los relojes biológicos de las células. Estudios adicionales sobre su enfoque, publicados en el Journal of the American Chemical Society, podrían llevar a tratamientos para una variedad de condiciones, incluyendo el trastorno del sueño.
"Proporcionamos un nuevo enfoque para controlar con precisión la función del reloj circadiano utilizando luz", explicó el bioquímico del ITbM Tsuyoshi Hirota, que dirigió la investigación con el químico de la Universidad de Groningen Ben Feringa, a Science Daily.
"El reloj circadiano controla los ritmos diarios de nuestra fisiología. Su disfunción está relacionada con muchas enfermedades, como el trastorno del sueño, las enfermedades metabólicas y el cáncer. Una nueva forma de controlar el reloj circadiano podría revelar mecanismos de reloj molecular y formar la base de la terapéutica para las enfermedades relacionadas con el reloj circadiano",
agregó.
El enfoque de los investigadores implicó el control de una molécula llamada longdaysin, la cual encontraron que regula los relojes circadianos celulares. La 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 la que responde a la luz, llamada grupo de protección foto-removible (PPG). En condiciones de oscuridad, la PPG evitó que la longdaysin se uniera a la CKI.
Cuando el compuesto fue expuesto a la luz ultravioleta o púrpura, la PPG liberó la longdaysina, permitiéndole unirse a la CKI e inhibirla. El proceso fue exitoso en células humanas, tejido de ratón y en larvas de pez cebra.
Este nivel de control de la actividad de la longdaysin con luz podría llevar al desarrollo de terapias para ajustar el período de reloj de las personas con una condición llamada fase familiar de sueño avanzado. Las mutaciones genéticas relacionadas con la IRC llevan a la afección, haciendo que la persona se duerma anormalmente muy temprano en la noche, y por lo tanto se acuesta temprano, se despierta y es enérgica muy temprano en la mañana.
Los investigadores dicen que su estudio también podría ayudar a investigar más a fondo la organización circadiana en mamíferos, identificando la relación entre la interrupción del reloj circadiano y el desarrollo de la enfermedad, y la búsqueda de terapias que usan regulación dependiente de la luz para tratar enfermedades relacionadas con el reloj circadiano.
El equipo planea manipular los relojes circadianos celulares dentro de las poblaciones celulares e investigar cómo se comunican entre sí los relojes circadianos en células individuales.
