Investigadores de la Facultad de Medicina de Duke-NUS y de la Universidad de California en Santa Cruz han realizado un importante descubrimiento sobre la regulación de nuestro reloj biológico interno, revelando que la clave se encuentra en la proteína caseína quinasa 1 delta (CK1δ). Esta proteína actúa como un marcador de los ritmos circadianos, que son los ciclos naturales de 24 horas que regulan funciones como el sueño y la vigilia.
La CK1δ desempeña un papel crucial en la regulación de los ritmos circadianos al marcar otras proteínas implicadas en el funcionamiento del reloj interno. Los científicos descubrieron que esta proteína tiene dos versiones, o isoformas, que difieren ligeramente en su estructura pero tienen un impacto significativo en su función.
A través de técnicas avanzadas de espectroscopía y espectrometría, los investigadores identificaron tres sitios específicos en la cola de la CK1δ donde los grupos fosfato pueden unirse, afectando su actividad. La profesora Carrie Partch, del Instituto Médico Howard Hughes y coautora del estudio, explicó que la modificación de estos sitios hace que la CK1δ se vuelva menos activa, lo que afecta su capacidad para regular los ritmos circadianos.
"Mediante el uso de análisis de alta resolución, pudimos identificar exactamente las zonas involucrados"
“Cuando estos puntos se marcan con un grupo fosfato, CK1δ se vuelve menos activa, lo que significa que no influye en nuestros ritmos circadianos de manera tan efectiva. Mediante el uso de análisis de alta resolución, pudimos identificar exactamente las zonas involucradas, y eso es realmente emocionante”, afirma Partch.
Por su parte, el profesor David Virshup, director del Programa de Biología del Cáncer y Células Madre en Duke-NUS, destacó cómo el descubrimiento de la interacción entre la cola de la CK1δ y su estructura principal proporciona una nueva comprensión de la autorregulación de la proteína.
“Con la tecnología de la que disponemos ahora, por fin hemos podido llegar al fondo de una cuestión que llevaba más de 25 años sin respuesta. Hemos descubierto que la cola de δ1 interactúa más extensamente con la parte principal de la proteína, lo que provoca una mayor autoinhibición en comparación con δ2”, manifiesta Virshup.
"Por fin hemos podido llegar al fondo de una cuestión que llevaba más de 25 años sin respuesta"
Este avance no solo tiene implicaciones para la regulación de los ritmos circadianos, sino que también puede influir en otros procesos biológicos críticos, como la división celular y el desarrollo de enfermedades como el cáncer y las afecciones neurodegenerativas.
El profesor Patrick Tan, vicedecano sénior de investigación de Duke-NUS, subrayó que regular nuestro reloj interno puede mejorar la calidad del sueño y la salud general, abriendo la puerta a nuevos tratamientos innovadores.
Los investigadores planean continuar sus estudios para entender cómo factores como la dieta y los cambios ambientales afectan la CK1δ y sus sitios de marcado, lo que podría ofrecer soluciones prácticas para gestionar trastornos circadianos y mejorar la salud pública.