Conocer el reloj biológico puede ofrecer una nueva forma de acabar con el desfase horario

Los científicos han descubierto el secreto para regular nuestro reloj interno.

Identificaron que este regulador se encuentra justo al final de la caseína quinasa 1 delta (CK1δ), una proteína que marca el ritmo de nuestro reloj biológico interno o ciclos naturales de 24 horas que controlan los patrones de sueño-vigilia y otras funciones diarias. , conocido como ritmo circadiano.

Publicado en la revista PNASSus hallazgos pueden allanar el camino para nuevos enfoques para el tratamiento de trastornos relacionados con nuestro reloj biológico.

CK1δ regula los ritmos circadianos marcando otras proteínas involucradas en nuestro reloj biológico para ajustar el tiempo de estos ritmos. Además de modificar otras proteínas, la propia CK1δ puede marcarse, cambiando así su propia capacidad para regular las proteínas implicadas en el funcionamiento del reloj interno del cuerpo.

Investigaciones anteriores han identificado dos versiones distintas de CK1δ, conocidas como isoformas δ1 y δ2, que difieren sólo en 16 bloques de construcción (o aminoácidos) justo al final de la proteína en una parte llamada cola C-terminal. Sin embargo, estas pequeñas diferencias tienen un impacto significativo en la función de CK1δ. Si bien se sabía que cuando se marcan estas proteínas, se reduce su capacidad para regular el reloj biológico, nadie sabía exactamente cómo sucedió esto.

Utilizando técnicas avanzadas de espectroscopia y espectrometría para agregar la cola, los investigadores descubrieron que la forma en que se marcan las proteínas está determinada por sus distintas secuencias de cola.

«Nuestros hallazgos apuntan a tres sitios específicos en la cola de CK1δ donde se pueden unir los grupos fosfato, y estos sitios son cruciales para controlar la actividad de la proteína», dice Carrie Partch, profesora del Departamento de Química y Bioquímica de la Universidad de California, Santa Cruz.

“Cuando estos puntos están marcados con un grupo fosfato, la CK1δ se vuelve menos activa, lo que significa que no influye eficazmente en nuestros ritmos circadianos. Utilizando análisis de alta resolución, pudimos encontrar los sitios exactos involucrados, y eso es realmente emocionante”.

«Con la tecnología que tenemos ahora, finalmente hemos podido llegar al fondo de una pregunta que lleva más de 25 años sin respuesta», afirma el profesor David Virshup, director del Programa de Biología del Cáncer y Células Madre de Duke. -NUS y coautor correspondiente del estudio.

«Descubrimos que la cola de δ1 interactúa más ampliamente con la parte principal de la proteína, lo que lleva a una mayor autoinhibición en comparación con δ2. Esto significa que δ1 está más estrechamente regulado por su cola que δ2. Cuando estos sitios están mutados o eliminados, δ1 se vuelve más activo, lo que provoca cambios en los ritmos circadianos. Por el contrario, δ2 no tiene el mismo efecto regulador en la región de su cola».

Este descubrimiento pone de relieve cómo una pequeña parte de CK1δ puede influir en gran medida en su actividad general. Esta autorregulación es vital para mantener equilibrada la actividad de CK1δ, que, a su vez, ayuda a regular nuestros ritmos circadianos.

El estudio también abordó las implicaciones más amplias de estos hallazgos. La CK1δ desempeña un papel en varios procesos importantes más allá de los ritmos circadianos, incluida la división celular, el desarrollo del cáncer y ciertas enfermedades neurodegenerativas. Al comprender mejor cómo se regula la actividad de CK1δ, los científicos pueden abrir nuevas vías para el tratamiento no sólo de los trastornos del ritmo circadiano sino también de una variedad de afecciones.

«Regular nuestro reloj interno va más allá de curar el desfase horario: se trata de mejorar la calidad del sueño, el metabolismo y la salud en general», dice el profesor Patrick Tan, vicedecano senior de investigación en Duke-NUS.

«Este importante descubrimiento podría abrir nuevas puertas a tratamientos que podrían transformar la forma en que gestionamos estos aspectos esenciales de nuestra vida diaria».

Los investigadores planean investigar más a fondo cómo los factores del mundo real, como la dieta y los cambios ambientales, afectan los sitios de etiquetado de CK1δ. Esto puede proporcionar información sobre cómo estos factores afectan los ritmos circadianos y puede conducir a soluciones prácticas para controlar la alteración.

Fuente: Duke-NUS