Los mamíferos pueden tener un reloj de 12 horas
Los investigadores sugieren que los mamíferos tienen un reloj de 12 horas similar al reloj impulsado por las mareas en criaturas marinas como el crustáceo E. pulchra, se muestra. WIKIPEDIA, HANS HILLEWAERTAjunto con su ciclo circadiano estándar de 24 horas, los mamíferos también pueden albergar un reloj distinto de 12 horas, informan los científicos hoy (6 de junio) en Cell Metabolism.
Investigadores dirigido por Bert O’Malley de Baylor College of Medicine en Houston, Texas, identificó un conjunto de genes de estrés y metabolismo en células hepáticas de ratón que seguían un patrón de expresión en un ciclo de 12 horas, comenzando por la mañana y nuevamente por la noche . El equipo de O’Malley también descubrió que un reloj de 12 horas, distinto del reloj circadiano de 24 horas, impulsa este ritmo matutino-vespertino en la expresión genética.
El origen del reloj, sugieren los científicos , puede estar enraizado en organismos’ evolución inicial en el océano hace millones de años.
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En estudios anteriores, los investigadores han demostrado que los animales marinos costeros, como el crustáceo Eurydice pulchra tener un reloj corporal dominante impulsado por el flujo y reflujo de 12 horas de las mareas. También se han encontrado ritmos de expresión génica cada 12 horas en mamíferos, como ratones. Sin embargo, sigue siendo un misterio si los ritmos de 12 horas de los mamíferos son impulsados por el reloj circadiano del cuerpo u otra cosa.
Interesado en esa pregunta y también observa que la hora del día puede afectar la capacidad de los humanos para pensar con claridad. , manejar el estrés y responder a la medicina, OMalley y sus colegas comenzaron a observar más de cerca los ritmos de expresión génica de 12 horas de los mamíferos. En el nuevo estudio, analizaron datos de expresión génica de 18.108 genes de hígado de ratón. Usando una técnica matemática desarrollada por investigadores de la Universidad de Rice, el equipo identificó 3652 genes que tenían ritmos de 12 horas que no parecían estar asociados con el reloj circadiano de los ratones.
Para determinar si los genes eran, de hecho, , impulsado por un reloj separado, el equipo analizó los datos de secuenciación de ARN de ratones de tipo salvaje y knock-out que carecían del gen del reloj circadiano maestro BMAL1. Si el reloj de 12 horas fuera independiente del reloj circadiano, planteó la hipótesis del equipo, entonces los ritmos de 12 horas deberían ser más perceptibles en la expresión génica de los ratones knock-out. De los 91 genes que estudió el equipo, 44 revelaron ritmos perceptibles de 12 horas en ausencia de BMAL1. Los ratones con una forma mutante del gen circadiano maestro CLOCK mostraron ritmos de 12 horas igualmente perceptibles.
Eliminamos el reloj circadiano y eliminamos los factores de transcripción que controlan el ciclo de 24 horas y aún veía el ciclo de 12 horas, le dice OMalley a The Scientist en una entrevista telefónica. Eso sugiere que el ciclo de 12 horas tiene un mecanismo impulsor independiente del reloj circadiano. Este reloj de 12 horas, señala, puede haberse pasado por alto en estudios anteriores porque el ciclo de 24 horas es más obvio que el ciclo de 12 horas; podría haber sido ignorado como un ruido de referencia inespecífico.
Análisis adicionales revelaron que el gen del estrés XBP1 ayuda a regular el reloj de 12 horas en células hepáticas de ratones. Este gen se ha relacionado con el reloj circadiano en estudios anteriores. Pero, utilizando su técnica matemática en datos de microscopía de lapso de tiempo de una sola célula, los investigadores identificaron el ritmo de 12 horas y argumentan que, por lo tanto, es distinto del reloj circadiano.
The Salk Institutes Satchidananda Panda, quien no participó en el estudio, escribe en un correo electrónico a The Scientist que las observaciones son interesantes, particularmente la indicación de que puede existir un mecanismo transcripcional similar al conocido para el ritmo circadiano de 24 horas. Con suerte, esta observación conducirá a la identificación de reguladores y mecanismos adicionales que impulsan este ritmo de 12 horas mediado por XBP1, dijo.
Después de identificar el reloj de 12 horas, el equipo de OMalleys quería discernir dónde podría estar. se han originado. El equipo analizó los datos del crustáceo E. pulchra, que se ha demostrado que tiene un reloj de 12 horas vinculado a las mareas, y también genes implicados en la alimentación y el estrés en C. elegante. Al comparar los ritmos en el crustáceo, el nematodo y el mamífero, el equipo argumenta que el reloj de 12 horas evolucionó por separado del reloj circadiano y podría provenir del origen de los organismos en los océanos.
OMalley dice que el siguiente paso es observar las señales fisiológicas que controlan el reloj de 12 horas y determinar cómo podrían relacionarse con los ciclos de expresión génica de 12 horas en humanos.
B. Zu et al., Un reloj de 12 horas de mamífero autónomo de células coordina los ritmos metabólicos y de estrés, Cell Metabolism, doi:10.1016/j.cmet.2017.05.004, 2017.
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