La movilidad entre 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, según un estudio publicado en la revista célula molecular . Eventualmente, estos hallazgos pueden conducir a estrategias terapéuticas novedosas para el tratamiento de enfermedades relacionadas con el ritmo circadiano interrumpido.
Los llamados genes controlados por reloj, o circadianos, son parte del reloj biológico interno, lo que permite a los humanos y a otros organismos sensibles a la luz ajustar su actividad diaria al ciclo de la luz del día y la oscuridad. En el estudio actual, los investigadores deEl Instituto Karolinska de Suecia descubrió que los cambios diarios en la localización espacial de genes controlados por reloj en el núcleo celular regulan las fluctuaciones en su actividad con un período de 24 horas.
"Hemos descubierto un nuevo principio de regulación transcripcional circadiana que implica una dinámica hasta ahora inesperada en el posicionamiento subnuclear de los genes circadianos", dice la investigadora principal Anita Göndör del Departamento de Microbiología, Tumor y Biología Celular del Instituto Karolinska.
El material genético está empaquetado en una estructura llamada cromatina en el núcleo celular. Se ha establecido que la distribución tridimensional de la cromatina en el núcleo sigue un patrón. La cromatina abierta que contiene genes activos tiende a ocupar las partes centrales, mientras que la cromatinaque contiene genes que no están activos tiende a localizarse en las partes periféricas del núcleo, un entorno rico en factores que promueven el silenciamiento génico.
Los investigadores investigaron las reuniones físicas entre regiones que se encuentran muy separadas entre sí en la fibra de cromatina lineal o que residen en diferentes cromosomas. Al estudiar tales encuentros en el espacio tridimensional del núcleo, descubrieron una red de contactos entre el reloj y el reloj.controlaron genes y dominios de cromatina reprimida y pobre en genes en la periferia del núcleo. Identificaron dos proteínas que llevan los genes a la cama y los ayudan a dormir en la periferia del núcleo celular todos los días: poli ADP-ribosapolimerasa 1 PARP1, un conocido regulador de la reparación del ADN y la expresión génica, y el factor de transcripción CTCF. Los investigadores descubrieron que PARP1 y CTCF promueven el reclutamiento diurno de genes circadianos en la periferia nuclear para atenuar su expresión.luego se libera de la periferia en un estado silencioso de 'sueño' para comenzar un nuevo ciclo.
El reloj biológico interno regula, entre otras cosas, la temperatura corporal, el metabolismo y los niveles de varias hormonas. La interrupción del ritmo circadiano se ha relacionado con la predisposición a enfermedades multifactoriales, como diabetes mellitus, síndrome metabólico, trastornos psiquiátricos y cáncer.nuevos conocimientos pueden conducir a nuevas estrategias para el tratamiento de enfermedades que se ven afectadas por el ritmo circadiano desregulado.
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Materiales proporcionados por Instituto Karolinska . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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