¿Qué hace que un reloj biológico funcione? Según un nuevo estudio de U of T Mississauga, la respuesta sorprendente radica en un gen típicamente asociado con las células madre y cancerosas.
En el primer estudio de este tipo para el campo de la biología circadiana, los investigadores de UTM utilizaron la secuenciación de ARN para observar la expresión de genes en el núcleo supraquiasmático SCN, una pequeña región de la región del hipotálamo del cerebro que gobierna el reloj biológico en los mamíferosSus hallazgos identifican un gen que parece regular el reloj biológico y actuar como "control maestro" del marcapasos circadiano central.
Anteriormente, los investigadores estudiaban Period2, un gen que se encuentra en el SCN, y se sorprendieron al observar que otro gen conocido como SOX2 también estaba presente en la misma área ". Notamos que Period2 siempre se expresaba en la misma población de célulascomo los que se expresan en SOX2: el reloj biológico era una de las principales regiones del cerebro donde estos dos genes se superponían ", dice Hai-Ying Mary Cheng, profesora asociada del Departamento de Biología y Cátedra de Investigación de Canadá en Genética Molecular de Relojes Biológicos"Esto es interesante porque SOX2 generalmente se expresa en células madre y en células cancerosas, pero generalmente no lo encontramos en grandes cantidades en cerebros adultos sanos o en neuronas. Nos preguntamos si podría tener una función que nadie haya tenido previamentepensé en."
"Nuestra investigación se centra en la comprensión básica de cómo se organiza el reloj biológico", dice el autor principal y candidato a doctorado Arthur Cheng sin relación. Señala que eventos como el trabajo por turnos, el desfase horario y los viajes entre zonas horarias pueden interrumpirritmos circadianos en humanos: "Esto puede tener un impacto negativo en la salud. Se cree que los ritmos circadianos interrumpidos están asociados con problemas de salud como fatiga, cáncer, ataque cardíaco y accidente cerebrovascular".
Utilizando modelos de ratones a los que les faltaba el gen SOX2, los investigadores observaron el comportamiento de los roedores en condiciones ambientales controladas. "Un ratón normal con un reloj biológico en funcionamiento comenzará a correr sobre su rueda cuando se apaguen las luces y pasará toda la noche".dice Arthur Cheng. "Se detienen y se van a la cama cuando se encienden las luces, pero cuando noqueamos SOX2, los ratones no parecen saber lo que están haciendo".
"Es como si su reloj estuviese roto o torcido", agrega Hai-Ying Mary Cheng. "No dice la hora correctamente". Los ratones a los que les faltaba SOX2 también mostraban actividad de carrera débil y patrones irregulares de sueño ". Era como si estuvieran crónicamente"sufrió un cambio de horario", dice Arthur Cheng, señalando que los ratones también tuvieron problemas para adaptarse a los nuevos horarios. "Perdieron su ritmo, incluso con una pequeña manipulación de la exposición a la luz", dice. "Adaptarse al cambio de horario está integrado en nuestrorelojes biológicos: así es como podemos sobrevivir al viaje intercontinental. Pero los ratones a los que les falta el gen SOX2 perdieron su capacidad de adaptación ".
"Cuando eliminamos SOX2, observamos grandes cambios en diferentes redes de genes en el SCN que fueron muy importantes para sus funciones de red neuronal", dice Hai-Ying Mary Cheng. "Creemos que en lugar de regular un solo gen, SOX2está coordinando la expresión de muchos, muchos genes y contribuyendo a la función del SCN como regulador maestro del marcapasos circadiano ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Toronto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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