La actividad de los genes circadianos estaría regulada por sus oscilaciones en el núcleo celular

Una investigación realizada en Suecia ha descubierto que los genes controlados por el reloj biológico regulan su actividad a través de un ciclo diario de oscilación dentro del núcleo de la célula que les conduce del centro a la periferia.

Redacción | dmredaccion@diariomedico.com | 27/08/2015 18:00

Un estudio del Instituto Karolinska, en Suecia, que se ha publicado en Molecular Cell, ha revelado que la movilidad entre los diferentes entornos físicos en el núcleo celular regula las oscilaciones diarias en la actividad de los genes que están controlados por el reloj biológico interno. Estos hallazgos podrían conducir a nuevas estrategias terapéuticas para el tratamiento de enfermedades vinculadas con la interrupción del ritmo circadiano.

Los llamados genes circadianos son parte del reloj biológico interno que permite a los humanos y otros organismos sensibles a la luz ajustar su actividad diaria al ciclo de la luz del día y la oscuridad. Los investigadores descubrieron que los cambios diarios en la localización espacial de los genes circadianos en el núcleo celular regulan fluctuaciones en su actividad con un periodo temporal de 24 horas.

Anita Göndör, del departamento de Microbiología, Tumor y Biología Celular del Instituto Karolinska, explicó que encontraron "un principio de la regulación transcripcional circadiana que implica una dinámica hasta ahora inesperada en el posicionamiento subnuclear de los genes circadianos".

La cromatina
El material genético es empaquetado en el núcleo de la célula en una estructura llamada cromatina, cuya distribución tridimensional en el núcleo sigue un patrón. Los genes activos que contiene la cromatina tienden a ocupar las partes centrales, mientras que los genes no activos tienden a localizarse en las partes periféricas del núcleo, un entorno en el que se promueve el silenciamiento génico.

El equipo científico investigó encuentros físicos entre regiones alejadas de la fibra lineal de la cromatina. El estudio de dichos encuentros en el espacio tridimensional del núcleo les permitió descubrir una red de contactos entre los genes circadianos y los dominios de deficiencia genética que reprime la cromatina en la periferia. Además, identificó dos proteínas que promueven el traslado diurno de los genes circadianos hasta la periferia nuclear para atenuar su expresión: la poli polimerasa 1 (PARP1), un gen regulador de la reparación del ADN y la expresión génica, y el factor de transcripción CTCF.

El reloj biológico regula, entre otras cosas, la temperatura corporal, el metabolismo y los niveles de varias hormonas. La interrupción del ritmo circadiano está asociado a la predisposición a enfermedades multifactoriales, como la diabetes mellitus, el síndrome metabólico, algunos trastornos psiquiátricos y el cáncer. Los nuevos conocimientos podrían ayudar a desarrollar nuevas estrategias para tratar estas enfermedades afectadas por la desregulación del ritmo circadiano.