Cada una de nuestras células está dotada de un reloj en miniatura compuesto por un conjunto de 'genes de reloj'. Durante el día, la expresión de estos genes varía, y esta fluctuación influye en muchas funciones biológicas, incluida la temperatura corporal. A su vez, nuestro cuerpola temperatura actúa en la producción diaria de una proteína llamada CIRBP, que reforzará la activación de ciertos genes del reloj. El ciclo se completa así. Un equipo de biólogos de la Universidad de Ginebra UNIGE, en colaboración con investigadores de la Ecole Polytechnique Fédéralede Lausanne EPFL, Suiza, descifró cómo, en este complejo circuito, la célula logra producir la cantidad correcta de proteína CIRBP durante el día, que desempeña un papel esencial en el desarrollo de ciertos tipos de cáncer, ya que puede activarse o inhibirsela proliferación de células malignas. Los resultados sobre la expresión del gen CIRBP dependiente de la temperatura se publican en la revista Genes y desarrollo.
Varias funciones biológicas, como la temperatura corporal, fluctúan diariamente de manera regular porque están reguladas por relojes internos. Están compuestas por una familia de 'genes de reloj' cuya actividad alcanza un pico cada veinticuatro horas. Relojes internos,que están presentes en la mayoría de las células, están sincronizadas por un reloj central ubicado en el cerebro y ajustado por ciclos de luz y oscuridad.
El equipo de Ueli Schibler, profesor emérito del Departamento de Biología Molecular de la Facultad de Ciencias de UNIGE, descubrió hace algunos años que los ciclos de temperatura impulsan la producción rítmica de una proteína llamada CIRBP, cuya cantidad alcanza su punto máximo en la mañana cuando la temperatura corporalestá en su punto más bajo. "Esta proteína es esencial para amplificar la activación de ciertos genes de reloj. Además, es un modulador importante de la proliferación celular sana o maligna", dice el biólogo.
Un simulador de temperatura corporal
En colaboración con el grupo de Felix Naef en EPFL, los investigadores estudiaron los mecanismos que permiten a las células ajustar su producción de CIRBP. "Utilizamos un dispositivo que desarrollamos para exponer las células a ciclos simulados de temperaturas corporales. Luego seguimos las diferentes etapas deexpresión del gen que codifica la proteína CIRBP ', explica Ivana Gotic, investigadora del equipo de Ginebra y primera autora del estudio.
Dentro de la célula, los genes se transcriben en copias llamadas ARN pre-mensajeros. Estos últimos se convierten con 'tijeras moleculares y pegamento' en ARN mensajeros maduros, que contienen las instrucciones finales para formar proteínas '. Esperábamos el nivel de CIRBPel ARN pre-mensajero aumentará a baja temperatura, ya que es cuando la temperatura es más baja que la proteína se produce en grandes cantidades. Sin embargo, este escenario más parsimonioso resultó ser incorrecto. Sorprendentemente, el nivel de ARN pre-mensajero permanece constante, y solo la cantidad de ARN maduros depende de la temperatura corporal. Todavía teníamos que averiguar por qué ', señala Ueli Schibler.
Una diferencia pequeña pero crucial
Los investigadores han revelado un mecanismo novedoso al resolver este acertijo. "A baja temperatura, la mayoría de los ARN pre-mensajeros de CIRBP se vuelven maduros. Sin embargo, con el aumento de la temperatura, solo una parte de los pre-mensajeros se transforma en ARN maduros, mientras queel descanso se destruye ", explica Ivana Gotic. Así es como la célula regula su tasa de producción de CIRBP en relación con la temperatura corporal. Dependiendo de esto último, la célula establece la fracción de ARN pre-mensajeros que se transformarán en ARN maduro. Además,Los experimentos realizados en todos los genes transcritos dentro de la célula demostraron que el mismo mecanismo funciona para muchos genes sensibles a la temperatura.
Las diferencias de temperatura corporal de 1 ° C a 3 ° C encontradas entre la mañana y la tarde en humanos y ratones tienen, por lo tanto, implicaciones importantes. 'Una variación tan pequeña puede dar como resultado ciclos de expresión génica con grandes amplitudes. CIRBP, por ejemplo,induce la producción diaria de una proteína que está involucrada en la eliminación de toxinas y en el metabolismo de los fármacos. Por lo tanto, como se demostró en ratones, la eficacia y la toxicidad de ciertos tratamientos varían mucho dependiendo de cuándo se administran durante el día ", concluye Ueli Schibler.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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