Gli scienziati hanno scoperto il gene responsabile del lancio giornaliero di orologi biologici
Ultima recensione: 23.04.2024
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Quasi tutti i processi che si verificano nel corpo umano sono soggetti all'orologio biologico, incluso il cambiamento nei cicli di "sonno-veglia".
Scienziati del Salk Institute (USA) hanno scoperto un gene responsabile del lancio quotidiano di un orologio biologico. Questa scoperta e interpretazione di questo gene aiuterà a spiegare i meccanismi genetici dell'insonnia, dell'invecchiamento e delle malattie croniche come il cancro e il diabete, che contribuiranno a sviluppare nuovi farmaci efficaci nel trattamento di queste malattie.
"Il nostro corpo è un'intera collezione di orologi", afferma Satchidananda Panda, a capo di questo progetto. "Essenzialmente, sapevamo quale meccanismo dava l'ordine al nostro corpo di fermarsi per la notte, ma non sapeva cosa ci facesse svegliare la mattina. Ora, avendo scoperto questa ragione, possiamo studiare come i nostri orologi biologici si logorano nel processo di invecchiamento e nello sviluppo di malattie croniche ".
In uno studio pubblicato sulla rivista Science, gli scienziati descrivono come la proteina JARID1a, codificata dal gene KDM5A, funge da interruttore di attivazione per i ritmi circadiani del nostro corpo.
La scoperta di questo gene integra l'anello mancante nel meccanismo molecolare che controlla il ciclo sonno-veglia quotidiano. Gli scienziati sapevano che il ruolo centrale nell'orologio biologico è giocato dalla proteina PERIOD (PER), la cui quantità in ogni cellula aumenta e diminuisce ogni 24 ore. Le ragioni principali per aumentare il livello proteico di PER sono i geni CLOCK e BMAL1. Raggiungendo il livello massimo entro la fine della giornata, la proteina PER inibisce l'attività dei geni CLOCK e BMAL1, riducendo così il proprio livello.
La diminuzione del livello di proteina PER porta all'abbassamento della pressione arteriosa, alla riduzione della frequenza cardiaca, al rallentamento dei processi mentali. Ma, fino ad ora, la ragione esatta per superare l'inibizione notturna delle funzioni corporee ogni mattina con proteine proteiche CLOCK e BMAL1, è rimasta sconosciuta.
Gli scienziati hanno stabilito che la proteina JARID1a scoperta da loro si riattiva ogni mattina con le proteine CLOCK e BMAL1. La conferma a questo è stato un esperimento in cui i ricercatori hanno usato topi geneticamente modificati privi di un gene che codifica per JARID1a. Di conseguenza, il livello della proteina PER non è salito al livello iniziale. Gli animali hanno perso la cognizione del tempo, non sapendo quando dormire e quando svegliarsi. I ritmi circadiani iniziarono a funzionare quando agli animali furono iniettati preparativi che imitavano l'effetto di JARID1a.
"Ora che sappiamo che è un attivatore del nostro ritmo circadiano, abbiamo una nuova direzione per lo studio dei disturbi del ritmo circadiano, lo sviluppo di nuovi farmaci per l'insonnia, il diabete e la sindrome metabolica", conclude Panda.
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