Un equipo de investigadores liderados por la Universidad de California – San Diego, en los Estados Unidos, ha examinado el ciclo circadiano, el reloj biológico de los organismos vivos, en tiempo real. En un estudio publicado en la revista ‘PNAS’, los científicos explican cómo han observado como se sincroniza con el entorno para funcionar correctamente, teniendo en cuenta la exposición a la luz y a la oscuros, y como funciona.
Un mecanismo presente a todo el árbol de la vida
Los relojes biológicos existen en todos los rincones del árbol de la vida, afectando las actividades diarias y el comportamiento tanto de los animales como de las plantas. Hace un par de años, unos investigadores ya crearon un reloj cirdadià en un laboratorio para examinar qué eran sus componentes y como interactuaban entre ellos, ayudándolos a analizar como funcionan en cada momento del ciclo para controlar la expresión de los genes.
Ahora, este nuevo trabajo ha ido algo más allá y ha desarrollado un método para estudiar como lo hace este reloj para sincronizarse con el entorno en tiempo real. Así, han podido entrar todavía más en las funciones internas del reloj, como por ejemplo como las señales que marcan ‘la hora’ se transmiten desde su centro, el que se conoce como el oscilador, hasta la expresión de los genes que aseguran que el reloj funciona correctamente.
Un reloj circadiano ‘in vitro’
Los investigadores tomaron como ejemplo un cianobacteri, un organismo unicelular que tiene un reloj circadiano con funciones parecidas a la de los humanos. La idea era usar el reloj ‘in vitro’ para mirar qué pasa cuando el reloj del cianobacteri se reinicia a nivel molecular, como nos pasa a nosotros cuando cambiamos de zona horaria al viajar.
Uno de los descorbiments más importantes de este seguimiento en tiempo real ha tenido que ver con los componentes del reloj que son responsables de llevar el ritmo circadiano del oscilador a la expresión genética. Al parecer, los elementos que modifican rítmicamente un regulador para generar la expresión genética circadiana (unas enzimas llamadas quinases) tienen un papel muy importante en el funcionamiento del reloj.
Dos enzimas que funcionan como las manecitas del reloj
De hecho, de manera parecida al efecto observador, en que el acto de observar afecta el sistema observado, las quinases, con su acción, también introducen perturbaciones. Estas enzimas ‘obtienen’ la hora del oscilador mediante la interacción física y, por lo tanto, lo afectan de manera perceptible, pero esto forma parte de su función natural.
De hecho, un reloj circadiano que funciona correctamente necesita dos quinases, como si fueran las ‘manecitas’ de un reloj que reaccionan al oscilador, que es el mecanismo de su interior. Si una es una estabilizadora de la señal, el otro la disturba, y hacen falta las dos para que funcione bien.
