Observan el engranaje molecular del reloj circadiano en células vivas

El reloj circadiano humano reside en un pequeño grupo de alrededor de 10.000 neuronas, el núcleo supraquiasmático. Sin embargo, existen relojes similares en casi todas las células del organismo, tal y como demuestra el grupo de Ueli Schibler, profesor de Biología Molecular en la Universidad de Ginebra (Suiza), en un estudio publicado en Molecular Cell. Los mecanismos moleculares de los relojes circadianos, por lo tanto, se pueden estudiar fuera del organismo, en células cultivadas.

Teniendo en cuenta el importante papel de la proteína DBP en la regulación de enzimas desintoxicantes, los autores estaban interesados en el estudio de los mecanismos moleculares que subyacen la transcripción rítmica del gen de DBP. Para ello, el equipo  de Schibler  ideó un método para observar directamente al microscopio cómo los engranajes moleculares del reloj gobiernan los ritmos de actividad de este gen en las células vivas individuales. Así, los científicos diseñaron una línea celular con un trozo de un cromosoma compuesto exclusivamente de copias repetidas de genes DBP y mostraron que la transcripción diaria de DBP es debida a la asociación rítmica de un componente esencial del reloj: el factor de transcripción de BMAL1.

Para su sorpresa, los científicos descubrieron que la proteína BMAL1 del reloj se destruye al tiempo que estimula la expresión del gen de la proteína DBP. Mediante la aplicación de una variedad de imágenes sofisticadas y técnicas bioquímicas, los expertos demostraron que las moléculas de BMAL1 unidas al gen de la DBP se degradan debido a una máquina de destrucción de proteínas intracelular, denominada proteasoma.

Curiosamente, la destrucción de la proteína de activación de BMAL1 es absolutamente necesaria para la activación eficaz del gen DBP. En otras palabras, BMAL1 debe destruirse mientras se une a ese gen con el fin de hacer su trabajo.

Por otro lado, los investigadores notaron que los genes cuya actividad no está asociada a la destrucción de BMAL1 se expresan muchas horas más tarde que el gen de la DBP. Su trabajo ofrece, pues, una explicación plausible al enigma de cómo uno y el mismo factor de transcripción, BMAL1, puede imponer ciclos diarios dramáticamente diferentes de expresión génica.