NUEVA YORK,EE.UU./ SALUD DIGITAL.- Los relojes circadianos desempeñan un papel crucial en nuestra salud y bienestar, manteniendo nuestros ciclos biológicos de 24 horas sincronizados con la exposición a la luz y la oscuridad. Las alteraciones en los ritmos de estos relojes, como el jet lag y el horario de verano, pueden desestabilizar nuestro funcionamiento diario.
Científicos de la Universidad de California en San Diego están acercándose a la comprensión de cómo funcionan estos relojes en su núcleo. Junto con investigadores nacionales e internacionales de la Universidad de Newcastle (Reino Unido), han resuelto cómo los relojes circadianos dentro de las bacterias microscópicas son capaces de controlar con precisión cuándo se activan y desactivan diferentes genes durante el ciclo de 24 horas.
En este sentido, los investigadores han realizado su descubrimiento en cianobacterias, diminutos organismos acuáticos también conocidos como algas verdeazuladas. “Logramos demostrar cómo una sola señal del reloj puede activar un conjunto de genes y desactivar otro, generando fases opuestas de expresión génica. Esto significa que algunos procesos celulares alcanzan su máximo nivel al anochecer y otros al amanecer”, ha afirmado Susan Golden, autora principal del estudio.
En los últimos años, los relojes circadianos han despertado un creciente interés debido a su papel fundamental en la salud y la medicina. Los medicamentos y las vacunas, por ejemplo, son más eficaces cuando se toman a ciertas horas del día para sincronizarse con los relojes circadianos.
“Ahora conocemos los componentes necesarios para reconstruir este reloj y generar la transcripción génica circadiana”, ha afirmado Mingxu Fang, primer autor del estudio. “En general, los sistemas circadianos son muy complejos, pero con este sistema cianobacteriano simplificado, sólo necesitamos seis proteínas y tenemos un reloj”.
El coautor Kevin Corbett, profesor de los departamentos de Biología Molecular y Medicina Celular y Molecular, ha dicho que el descubrimiento del reloj cianobacteriano realizado por el equipo de investigación es notable porque es distinto de los relojes encontrados en humanos y otros organismos conocidos como eucariotas. “Es un sistema que ha evolucionado de forma completamente independiente”, ha añadido Corbett.
Con los mecanismos operativos del reloj central en la mano, los investigadores han podido construir un reloj que cronometra la transcripción utilizando componentes purificados. Así, han desarrollado un sistema sintético de expresión génica que puede ser transferible a otras bacterias, como la bacteria de la biotecnología, y han demostrado que puede activar un gen de prueba rítmicamente con una fase de expresión predecible. "Estas son herramientas biológicas prácticas que pueden ampliarse para controlar la síntesis de productos biológicos deseables en cianobacterias u otros tipos de microbios utilizados en biotecnología", ha explicado Golden.
Por su parte, Yulia Yuzenkova, profesora titular de la Universidad de Newcastle, ha añadido que “lo más destacable es que la inmensa complejidad y variabilidad de la actividad genética celular puede orquestarse en un hermoso patrón rítmico mediante un mecanismo de relojería tan simple. Esta investigación amplía nuestra comprensión de los ritmos biológicos y respalda aplicaciones que abarcan desde la biotecnología microbiana hasta la salud intestinal humana”.
