Una familia de genes permite que las células se adapten a los cambios diarios en las condiciones ambientales ajustando su "reloj corporal" interno, el reloj circadiano responsable de los ciclos regulares de sueño-vigilia. El nuevo descubrimiento realizado por científicos de la Universidad de Tokio revela por primera vez quela regulación circadiana puede estar directamente relacionada con el estrés celular.
Los ritmos circadianos se encuentran en casi todos los organismos con sensibilidad a la luz. Los problemas con los ritmos circadianos en humanos están relacionados con enfermedades que incluyen presión arterial alta hipertensión, trastornos metabólicos e insomnio. Los trabajadores por turnos y los ancianos tienen un mayor riesgo de padecerlos.enfermedades como resultado de la interrupción de su reloj circadiano.
El equipo de investigación responsable del trabajo tiene su sede en la Universidad de Tokio y está dirigido por el profesor Yoshitaka Fukada y el profesor asistente Hikari Yoshitane en el Departamento de Ciencias Biológicas. Los últimos resultados provienen de una serie de experimentos en curso y continúan construyendo sobre elintereses del laboratorio en estudios circadianos. Los colaboradores dirigidos por el profesor Hidenori Ichijo de la Escuela de Graduados de Ciencias Farmacéuticas desarrollaron los ratones únicos utilizados en los experimentos.
Los investigadores utilizaron células y ratones que carecían de tres genes: quinasa reguladora de la señal de apoptosis 1, 2 y 3 Preguntar1 , Preguntar2 , Preguntar3 .En resultados de células y ratones, el preguntar los genes eran necesarios para responder tanto a los cambios repentinos en el medio ambiente como a los cambios graduales a lo largo del tiempo.
Celdas sin el preguntar los genes no mostraron los cambios en su ritmo circadiano que se esperan de las células normales que crecen en ambientes con concentraciones de sal o azúcar demasiado altas o demasiado bajas. Las células sin preguntar los genes también eran inmunes a los cambios esperados después de que las células acumulan demasiado estrés oxidativo. El estrés oxidativo no controlado crea ambientes potencialmente tóxicos dentro de las células debido a cambios en el equilibrio químico.
"Muchos investigadores en este campo han sospechado durante mucho tiempo que el estrés oxidativo y los ritmos circadianos están de alguna manera conectados debido a los ciclos de fotosíntesis y replicación de ADN que vemos incluso en organismos antiguos; la fotosíntesis requiere luz solar y crea radicales libres que podrían dañar el ADN, por lo que las células posponenReplicación del ADN y división celular hasta la noche, cuando la fotosíntesis se ha detenido. Estamos muy entusiasmados con nuestros resultados porque podemos acercarnos al origen del reloj circadiano conectando el estrés oxidativo y la regulación circadiana a través de preguntar genes ", dijo Fukada.
Los resultados en las células fueron respaldados por observaciones del comportamiento del ratón. Los ratones normales pueden cambiar su hora de despertarse a la mañana siguiente después de una exposición inesperada a la luz durante la noche, según lo medido por su actividad corriendo en una rueda. Ratones sin preguntar los genes tienen menos capacidad de sincronizar su reloj circadiano con los cambios en los ciclos ambientales claros y oscuros.
"El sueño es tener una herramienta para regular los ritmos circadianos. La ciencia básica como nuestra investigación puede mostrar pistas para el trabajo posterior de descubrimiento de fármacos", dijo Yoshitane.
El equipo de la Universidad de Tokio planea continuar estudiando los mecanismos celulares detallados que conectan los genes Ask con el estrés oxidativo y los posibles métodos para influir en el ritmo circadiano.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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