PREMIO NOBEL 2017 EN FISIOLOGÍA Y MEDICINA

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CICLO CIRCADIANO Y GENES RELOJ

Dr. Enrique Cruz Guzmán
Pediatra Intensivista

El Premio Nobel de Medicina de este año 2017 fue entregado a los investigadores Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young por sus descubrimientos sobre los mecanismos que regulan los ritmos circadianos en los seres vivos.

Los ritmos circadianos son ritmos biológicos tanto de plantas como animales con una duración cercana a 24 horas que regulan nuestra actividad metabólica, hormonal y conducta diaria los cuales se sincronizan con los ciclos ambientales (luz, temperatura, etc) para mejorar el funcionamiento del organismo. Los seres vivos portamos en nuestros genes un reloj biológico central o “maestro” localizado en nuestros genes, estos genes son denominados genes reloj, los cuales se expresan rítmicamente en el cerebro y tejidos periféricos.

Los primeros en aislar un gen responsable en el control del ciclo circadiano fueron Hall y Rosbach al realizar investigaciones con moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) identificándolo como gen period, este gen produce una proteína denominada PER en un ciclo con duración de 24 horas. La proteína PER se acumula durante el transcurso de la noche y se degrada en el transcurso del día.

Rosbash y Hall definieron un sistema de regulación del gen period en el cual la proteína PER juega un papel importante al limitarlo cuando esta alcanza un nivel elevado. Cuando el gen period está activo se produce señales necesarias para que la célula comience a producir proteína PER, cuando la proteína PER se acumula comienza a unirse a la proteína TIM (codificada por el gen timeless, identificado por Young) formando el complejo TIM-PER. Este complejo es capaz de acceder al material genético de la célula y bloquea la activación del gen period. Young identifico también el gen doubletime encargado de codificar una proteína que retrasa la acumulación de la proteína PER y ajusta la oscilación de esta a un ciclo de 24 horas.

La importancia de reconocer los trabajos de investigación de Hall, Rosbash y Young recae en las aplicaciones de estas en la práctica clínica, así como en la detección de alteraciones en los genes responsables de la regulación del ciclo circadiano que actúan como factor de riesgo para padecer cáncer, trastornos metabólicos (diabetes, dislipidemias, etc) o desordenes del sueño.

Fuentes

  • The 2017 Nobel Prize in Physiology or Medicine – Press Release [Internet]. Nobelprize.org. 2017. Disponible en: www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2017/press.html [Consultado el  08 Oct. 2017].
  • Rosas F, García J. Ritmos circadianos, genes reloj y cáncer. 2010. Vol. 6 No. 2:3.
  • Papagiannakopoulos T, Bauer MR, Davidson SM, Heimann M, Subbaraj L, Bhutkar A, Bartlebaugh J, Vander Heiden MG, Jacks T. Circadian rhythm disruption promotes lung tumorigenesis. Cell Metab. 2016 Aug 9;24(2):324-31.
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