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¿Cómo influyen las temperaturas corporales en el reloj biológico?

De acuerdo con un estudio publicado en Ciencia La revista Ueli Schibler, profesora de la Universidad de Ginebra (UNIGE) en Suiza, identificó un mecanismo molecular mediante el cual los ritmos de la temperatura corporal influyen en el reloj biológico.
El estudio se realizó en colaboración con investigadores de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausana (EPFL).
Durante el día, numerosos procesos en nuestro cuerpo fluctúan en un patrón regular. Estas variaciones pueden ser alimentadas por osciladores locales presentes dentro de nuestras células mediante señales sistémicas controladas por el marcapasos maestro, ubicado en el cerebro. En este estudio, el equipo también muestra cómo la producción de una proteína llamada DBP se modula por las variaciones diarias de temperatura. DBP está involucrado en la desintoxicación y el metabolismo de los medicamentos.
Los relojes internos regulan muchas de nuestras funciones fisiológicas, como la temperatura corporal, la secreción de hormonas y la frecuencia cardíaca. La mayoría de las células de nuestro cuerpo poseen uno de ellos, formado por un grupo de 'genes de reloj' que muestran una actividad cíclica que alcanza su punto máximo cada 24 horas. Estos osciladores locales están sincronizados por un marcapasos central, ubicado en el cerebro que se adapta al tiempo geofísico mediante ciclos de luz y oscuridad.
Además, el reloj maestro controla las señales de coordinación que se transmiten a los osciladores subsidiarios. Schible, profesor del Departamento de Biología Molecular de UNIGE, dijo: "Las variaciones de temperatura corporal constituyen una de estas señales de reinicio diario, pero no sabíamos cómo funcionaba".
Debido a esto, los científicos crearon un sistema que permite exponer las células a ciclos de temperaturas corporales simuladas.
Jörg Morf, investigador de NCCR Frontiers in Genetics, explicó: "Hemos descubierto que los ciclos de temperatura modulan la expresión rítmica de una proteína llamada CIRP, y que esta molécula es necesaria para una activación robusta de los genes de reloj sobre una base diaria".

La mayoría de las proteínas reguladoras se unen a los genes directamente para controlar la expresión de los genes. Sin embargo, CIRP se une a las transcripciones génicas, los ARN.
El equipo desarrolló una técnica de ingeniería genética ultra sofisticada y descubrió que casi todos los ARN diana de CIRP en células vivas. Esta técnica permitió a los investigadores explorar el transcriptoma, ARN de todos los genes transcritos en un momento dado.
Schibler dijo: "CIRP une transcripciones que codifican diferentes proteínas del oscilador circadiano en la célula, lo que aumenta su estabilidad y les permite acumularse".
Los investigadores también pudieron localizar y contar cada molécula de ARN de un gen circadiano específico denominado reloj.
Este sistema funciona de forma similar a un mecanismo de relojería: las variaciones de temperatura inducen una producción rítmica de CIRP, que a su vez refuerza la activación cíclica de los genes del oscilador circadiano. En los humanos, la diferencia de 1 ° C en la temperatura corporal observada entre la mañana y la noche adquiere un nuevo significado.
Schibler explicó:

"Recientemente demostramos que una fluctuación tan pequeña era suficiente para sincronizar osciladores celulares.
Uno de estos engranajes bioquímicos controlados por CIRP induce la acumulación cíclica de DBP. Ciertos medicamentos antitumorales administrados a ratones enfermos por la mañana conducen a una mortalidad del 100%, mientras que los roedores que reciben la misma dosis en la noche todos sobreviven. Esto muestra cuánto pueden afectar los relojes internos a la eficacia y la toxicidad de las drogas ".

Escrito por Grace Rattue

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