Un equip d’investigadors liderats per la Universitat de Califòrnia – San Diego, als Estats Units, ha examinat el cicle circadià, el rellotge biològic dels organismes vius, en temps real. En un estudi publicat a la revista ‘PNAS’, els científics expliquen com han observat com se sincronitza amb l’entorn per funcionar correctament, tenint en compte l’exposició a la llum i a la foscos, i com funciona.
Un mecanisme present a tot l’arbre de la vida
Els rellotges biològics existeixen a tots els racons de l’arbre de la vida, afectant les activitats diàries i el comportament tant dels animals com de les plantes. Fa un parell d’anys, uns investigadors ja van crear un rellotge cirdadià en un laboratori per examinar-ne quins eren els seus components i com interactuaven entre ells, ajudant-los a analitzar com funcionen en cada moment del cicle per controlar l’expressió dels gens.
Ara, aquest nou treball ha anat una mica més enllà i ha desenvolupat un mètode per estudiar com ho fa aquest rellotge per sincronitzar-se amb l’entorn en temps real. Així, han pogut entrar encara més en les funcions internes del rellotge, com ara com els senyals que marquen ‘l’hora’ es transmeten des del seu centre, el que es coneix com l’oscil·lador, fins a l’expressió dels gens que asseguren que el rellotge funciona correctament.
Un rellotge circadià ‘in vitro’
Els investigadors van prendre com a exemple un cianobacteri, un organisme unicel·lular que té un rellotge circadià amb funcions semblants a la dels humans. La idea era fer servir el rellotge ‘in vitro’ per mirar què passa quan el rellotge del cianobacteri es reinicia a nivell molecular, com ens passa a nosaltres quan canviem de zona horària en viatjar.
Un dels descorbiments més importants d’aquest seguiment en temps real ha tingut a veure amb els components del rellotge que són responsables de dur el ritme circadià de l’oscil·lador a l’expressió genètica. Pel que sembla, els elements que modifiquen rítmicament un regulador per generar l’expressió genètica circadiana (uns enzims anomenats quinases) tenen un paper molt important en el funcionament del rellotge.
Dos enzims que funcionen com les manetes del rellotge
De fet, de manera semblant a l’efecte observador, en què l’acte d’observar afecta el sistema observat, les quinases, amb la seva acció, també introdueixen pertorbacions. Aquests enzims ‘obtenen’ l’hora de l’oscil·lador mitjançant la interacció física i, per tant, l’afecten de manera perceptible, però això forma part de la seva funció natural.
De fet, un rellotge circadià que funciona correctament necessita dues quinases, com si fossin les ‘manetes’ d’un rellotge que reaccionen a l’oscil·lador, que és el mecanisme del seu interior. Si una és una estabilitzadora de la senyal, l’altre la pertorba, i calen totes dues perquè funcioni bé.
