Premio
Nobel a desabrimientos sobre el Reloj Biológico
Por: Miguel Leopoldo Alvarado Saldaña
Diabetes, depresión, trastornos
neurodegenerativas y algunos cánceres son algunas de las enfermedades que se
han relacionado con el reloj biológico.
El Premio Nobel de Medicina ha sido otorgado
a los estadounidenses Jeffrey Hall, Michael Rosbash y Michael Young por sus
descubrimientos sobre el reloj biológico y los ritmos circadianos.
El descubrimiento y la descripción de los
mecanismos del reloj biológico que regula el funcionamiento del cuerpo humano y
otros organismos ganó el premio Nobel de Medicina 2017, según lo anunciado por
la Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo. Los estadounidenses
Jeffrey Hall, Michael Rosbash y Michael Young compartieron el máximo galardón
por haber desentrañado “los mecanismos moleculares que controlan los ritmos
circadianos”.
Sus descubrimientos explican cómo los
seres vivos, plantas, animales y humanos adaptan su ritmo biológico para
sincronizarlo con las revoluciones de la Tierra, explicó la Asamblea Nobel en su
comunicado oficial. Nuestro reloj interno… regula funciones críticas como el
comportamiento, los niveles de hormonas, el sueño, la temperatura corporal y el
metabolismo, se agregó en el mencionado comunicado.
Los desajustes crónicos entre nuestro
estilo de vida y el ritmo de nuestro reloj interno se ha asociado a un aumento
del riesgo de diversas enfermedades, añadió la Asamblea Nobel. Entre ellas se
citan el cáncer, las enfermedades neurodegenerativas y los trastornos
metabólicos como la diabetes tipo 2. Asimismo se menciona que las disfunciones
del reloj biológico se han relacionado con los trastornos del sueño, la
depresión, el trastorno bipolar, la función cognitiva y la formación de
recuerdos.
Jeffrey Hall, Michael Rosbash y Michael
Young obtuvieron el galardón por sus descubrimientos sobre los mecanismos que
controlan los ritmos circadianos.
Los tres premiados descubrieron cómo
funciona el reloj biológico en experimentos con moscas del vinagre; pero posteriormente
se demostró que el cuerpo humano se regula con el mismo mecanismo.
Trabajando juntos en la Universidad
Brandeis de Boston, Jeffrey Hall y Michael Rosbash identificaron en 1984 un gen
llamado period que regula los ritmos circadianos de las moscas; gen que también
fue identificado de manera independiente por Michael Young en la Universidad
Rockefeller de Nueva York.
En experimentos posteriores, Hall y
Rosbash aislaron la proteína PER, que es producida por el gen period.
Sin embargo, faltaba aclarar de qué modo esta proteína sincroniza el ritmo
biológico de las moscas con el ciclo de día y noche.
Basados en sus descubrimientos propusieron
la hipótesis de que la proteína PER inhibe el gen period y que de este
modo el gen period se autorregula. Según esta hipótesis, cuando el gen
period está activo, produce la proteína PER la cual activa un mecanismo de
autoinhibición. De este modo, el gen podría funcionar de manera cíclica.
Hall y Rosbash descubrieron que la
proteína PER se acumula en el núcleo de las células durante la noche siguiendo un
ciclo diario. Sin embargo, dicha proteína se produce en el citoplasma de las
células y se ignoraba cómo llegaba al núcleo estando el rompecabezas
incompleto.
Michael
Young quien encontró la pieza faltante en 1994. Descubrió un segundo gen
relacionado con el reloj biológico al que llamó timeless, identificando
a la proteína TIM que dicho gen produce. Demostró que la proteína TIM se une a
la proteína PER y que, cuando están juntas, pueden entrar en el núcleo de las
células e inhibir el gen period.
La
temperatura corporal, la tensión arterial o el nivel de alerta son algunas de
las funciones del cuerpo humano que siguen un patrón circadiano.
En
los años siguientes, Hall, Rosbash, Young y otros investigadores identificaron
más moléculas involucradas en la regulación del ritmo biológico demostrando que
el mecanismo identificado en moscas del vinagre es común a múltiples especies.
Se
descubrió también cómo la luz solar contribuye a sincronizar el reloj biológico
en el cuerpo humano y cómo la exposición a un exceso de luz a horas
inapropiadas puede perturbar dicho reloj.
En
el cuerpo humano existen múltiples funciones que siguen un ritmo circadiano sincronizado
con el periodo de rotación de la Tierra. Es por eso por ejemplo, que
la
temperatura corporal es mínima durante la madrugada y máxima durante la tarde; que
el nivel de alerta se encuentra en su pico máximo durante la mañana y que la
presión arterial llega a un máximo por la tarde, la somnolencia aumenta de
manera transitoria a primera hora de la tarde, pero sueño profundo llega a su
pico máximo por la noche.
Desde
los primeros descubrimientos de los tres premiados, la biología circadiana se
ha convertido en un campo de investigación extenso y dinámico, con múltiples
implicaciones para la salud y el bienestar, enfatiza la Asamblea Nobel del
Instituto Karolinska. La biología circadiana se ha convertido en un campo de
investigación amplio y dinámico con implicaciones para nuestra salud y nuestro
bienestar, destaca la Asamblea Nobel.
Michael
Rosbash (Kansas City, 1944) sigue estando afiliado a la Universidad Brandeis en
Boston. Jeffrey Hall (Nueva York, 1945) se trasladó en el 2002 a la Universidad
de Maine. Por su parte, Michael Young (Miami, 1949) sigue afiliado a la
Universidad Rockefeller de Nueva York.
Nota:
Ciclo circadiano procede de las palabras latinas circa
(aproximadamente) y dies (día).
