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Nuevos genes circadianos del 'ciclador tardío' vinculados al envejecimiento y el estrés
Investigadores de la Universidad Estatal de Oregón han descubierto un subconjunto de genes circadianos que solo se vuelven activos a medida que el organismo envejece o en momentos de estrés. Podrían proporcionar una nueva lente a través de la cual ver el proceso del envejecimiento celular.
Se ha descubierto un nuevo conjunto de genes circadianos que se vuelven activos durante el envejecimiento y el estrés.
Prácticamente todos los animales de la tierra tienen un ritmo circadiano: un reloj biológico interno de aproximadamente 24 horas. Este flujo y reflujo diario es impulsado por mecanismos genéticos similares en todo el reino animal.
Incluso hasta la humilde mosca de la fruta, la huella genética de la ritmicidad circadiana es la misma.
El reloj natural de nuestro cuerpo supervisa una amplia gama de vías biológicas.
El estudio de estos ritmos intrigantes y sus implicaciones ha avanzado a pasos agigantados en las últimas décadas, pero aún hay mucho por aprender, especialmente con respecto a su papel en la enfermedad.
Uno solo necesita recordar los efectos psicológicos y fisiológicos del jet lag para entender qué tan importantes son los ritmos circadianos para el bienestar.
Ritmos circadianos y salud
Aunque el ciclo de sueño / vigilia afectado por el jet lag es el papel más obvio de los ritmos circadianos, es solo un pequeño engranaje en una máquina enorme y compleja. Los genes involucrados supervisan una miríada de procesos bioquímicos.
Los ritmos circadianos interrumpidos se han relacionado con varias enfermedades; desde enfermedades psiquiátricas y neurodegenerativas hasta cáncer. También hay evidencia de que la interferencia con el reloj biológico puede acortar la duración total de la vida.
Aunque los ciclos circadianos perturbados han sido implicados en estos procesos perjudiciales, no se ha entendido exactamente cómo el reloj biológico protege a un organismo de la degeneración relacionada con la edad y el estrés. Un estudio, publicado esta semana en Comunicaciones naturales, ilumina a un jugador clave potencial.
A medida que envejecemos, algunos de los genes de nuestro reloj corporal mantienen su ritmo, mientras que otros se desvían constantemente. Un equipo de investigación, liderado por Rachael Kuintzle, descubrió recientemente un conjunto de genes que desafían esta tendencia, conocidos como ciclociclistas de vida tardía (LLC).
En su estudio sobre Drosophila las moscas de la fruta, estos genes se mostraron activos más adelante en la vida o durante episodios de estrés intenso.
"Esta clase de genes LLC parece activarse y responder a algunas de las tensiones más comunes en el envejecimiento, como el daño celular y molecular, el estrés oxidativo o incluso algunos estados de enfermedad".
Co-autor senior Jadwiga Giebultowicz, profesor en la OSU College of Science
A medida que los individuos envejecen, tiende a haber degeneración neural, reducción de la memoria y otros problemas cognitivos; estos problemas empeoran si el reloj biológico se interrumpe experimentalmente. Los autores creen que los genes LLC son una respuesta a esto y son llamados a la acción para ayudar a proteger el sistema nervioso.
LLCs y envejecimiento
A medida que el envejecimiento avanza, los genes LLC se vuelven más y más activos. Parecen desempeñar un papel en el secuestro de proteínas incorrectamente dobladas o ayudarlas a plegarse correctamente nuevamente. En ciertas enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer, se sabe que la agregación de proteínas desempeña un papel; Los genes LLC pueden ayudar a prevenir su acumulación.
De acuerdo con David Hendrix, co-autor principal del estudio:
"El descubrimiento de los genes LLC puede proporcionar un eslabón perdido, la respuesta a por qué la interrupción de los relojes circadianos acelera los síntomas del envejecimiento".
Los investigadores descubrieron que cuando creaban estrés oxidativo en las moscas jóvenes de la fruta, los genes LLC se volvían rítmicamente activos. "En experimentos donde creamos estrés oxidativo artificial en moscas jóvenes de la fruta, los genes LLC se activaron rítmicamente", según Eileen Chow, asistente de investigación de la facultad de la Universidad Estatal de Oregón y coautora del estudio.
"Se sabe que algunos de estos mismos genes son más activos en las personas que tienen cáncer. Parecen ser un arma de doble filo, necesaria en momentos de estrés, pero posiblemente dañina si se activa todo el tiempo", agrega.
Los genes que controlan los ritmos circadianos, incluidos los genes LLC, se encuentran en todo el sistema nervioso y los órganos periféricos. Influyen en una variedad de procesos y comportamientos desde lo obvio, como el sueño, hasta los patrones de alimentación, la fertilidad, la reparación del ADN y la eficacia de los medicamentos.
Debido a que los ritmos circadianos son tan integrales e influyentes para la salud y la enfermedad, los nuevos descubrimientos podrían tener implicaciones a gran escala para desarrollar las intervenciones médicas del futuro. Al comprender mejor este nuevo grupo de genes, eventualmente podría ser posible manipularlos para actuar o frenar su respuesta.
Lea más acerca de los ritmos circadianos y el envejecimiento.
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