Un equipo de neurobiólogos de la Universidad Northwestern ha identificado un nuevo gen, denominado Tango10, que es fundamental para unos ritmos diarios de comportamiento saludables y cuya pérdida alterando los ciclos de sueño-vigilia de 24 horas, según publican en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Este gen está implicado en una vía molecular por la que el núcleo del reloj circadiano controla la salida celular del reloj para controlar los ciclos diarios de sueño y vigilia. Aunque el estudio se realizó con la mosca de la fruta 'Drosophila melanogaster', los resultados tienen implicaciones para los seres humanos y los problemas y enfermedades relacionados con el reloj, aseguran los investigadores.
La vida está organizada en un horario de 24 horas. El reloj circadiano, que está presente en prácticamente todos los órganos, tejidos y tipos de células, es fundamental para este ritmo regular. Cuando el reloj se desajusta, pueden producirse trastornos del sueño o diversas enfermedades.
Neurobiólogos identifican un nuevo gen necesario para los ritmos circadianos diarios saludables
El descubrimiento de la Universidad de Northwestern, en Estados Unidos, podría ayudar a entender ahora cómo este reloj está vinculado a los ciclos diarios. El conocimiento de cómo funciona esta vía podría conducir a terapias para ayudar a los problemas de sueño y podría arrojar luz sobre las enfermedades humanas relacionadas con el reloj, como la depresión, las enfermedades neurodegenerativas y las enfermedades metabólicas.
"Los científicos saben mucho sobre los 'engranajes' del reloj, pero no tanto sobre las 'manecillas', donde se produce el comportamiento, ni sobre la conexión entre ambos", explica el doctor Ravi Allada, experto en ritmos circadianos que dirigió el estudio.
"Queríamos entender mejor los fundamentos moleculares de la 'señal de despertar' diaria, que avisa al animal de que es hora de despertarse, añade. En este estudio, nos centramos en las neuronas marcapasos que controlan el ciclo sueño-vigilia y utilizamos el cribado genético para identificar los genes que regulan las neuronas".
El gen "Tango10" está implicado en una vía molecular por la que el núcleo del reloj circadiano controla la salida celular del reloj para controlar los ciclos diarios de sueño y vigilia
Además de los experimentos con moscas llevados a cabo en el laboratorio de Allada, profesor de neurociencia y presidente del departamento de neurobiología de la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg, el equipo de la Northwestern colaboró con Casey Diekman y Matthew Moyeat, del Instituto Tecnológico de Nueva Jersey, que realizaron experimentos de modelado computacional.
Los investigadores examinaron una serie de genes que pensaban que podían ser importantes para el funcionamiento del reloj circadiano y el comportamiento de la mosca. A través de este proceso, descubrieron el gen llamado Tango10. Cuando eliminaron este gen, la mosca perdió su ritmo normal de comportamiento de 24 horas. Ciertas corrientes de potasio se redujeron y probablemente dieron lugar a neuronas hiperactivas y contribuyeron a la pérdida del ritmo regular.
En condiciones normales en la mosca, los niveles de la proteína Tango10 suben y bajan con el tiempo circadiano, lo que puede modular la actividad de las neuronas para que suban y bajen, lo que a su vez puede impulsar el ciclo de sueño-vigilia del animal y su comportamiento. En las moscas que carecen del gen Tango10, este ritmo diario se interrumpe.
"Nuestros hallazgos llenan un vacío molecular en nuestra comprensión de cómo los engranajes centrales del reloj controlan las agujas", destaca Allada.