Artículos, Ciencia

La importancia de alinear el reloj biológico con el ciclo día-noche

El tiempo lo es todo. Se ha encontrado un nuevo ejemplo que apoya el viejo dicho en relación con los sistemas regulados por relojes biológicos.

La investigación sobre los ritmos circadianos, nuestros patrones internos de 24 horas que afectan al sueño y a los ciclos metabólicos, ha demostrado que la sincronización es clave para la salud humana. Cuando nuestras actividades y relojes circadianos internos no están en sintonía con el ciclo natural del día y la noche, por ejemplo, en casos de turnos de trabajo irregulares, desfase horario y malos hábitos de sueño y vigilia, aumentamos el riesgo de enfermedades debido a la mala sincronización de importantes procesos biológicos. Pero la genética detrás de estos mecanismos no ha sido bien establecida.

Ahora los científicos de la Universidad de California en San Diego que estudian las bacterias fotosintéticas llamadas cianobacterias, o “algas verde-azuladas”, han identificado las raíces de un comportamiento que está regulado por el reloj circadiano.

 Lo descubierto, dirigido por el científico del proyecto asociado de la División de Ciencias Biológicas, Arnaud Taton, y los autores principales James y Susan Golden, se publicó en la revista Nature Communications.

 “Creo que este trabajo demuestra la importancia de que el tiempo biológico interno coincida con el tiempo ambiental”, dijo la profesora Susan Golden, directora del Centro de Biología Circadiana de la Universidad de San Diego y autora principal del trabajo. “Hay muchas enfermedades humanas en las que las personas están mal alineadas con su entorno. Esto puede ser el resultado de hábitos como recibir demasiada luz por la noche, comer a horas extrañas del día y no dormir con regularidad. En las cianobacterias supone una gran diferencia que el tiempo biológico y el tiempo del ambiente externo estén alineados”. 

 Nuevas investigaciones proporcionan un ejemplo sorprendente de la importancia de mantener el reloj biológico interno alineado con el entorno externo para que los procesos se produzcan a la hora correcta. (Foto: Golden Lab, UC San Diego)

 Los científicos saben que, en la búsqueda de nuevos genes, las bacterias incorporan ADN del entorno. Estos procesos aseguran que haya materia prima para generar variación genética, que es la forma en que evolucionan las especies. Sin embargo, los detalles de este desconcertante proceso solo se entienden en unos pocos organismos. La capacidad de absorber ADN suele estar estrictamente regulada, lo que sugiere a los científicos que sería perjudicial para el organismo absorber indiscriminadamente genes extraños.

 En el nuevo estudio, los investigadores identificaron la maquinaria de captación de ADN en la cianobacteria Synechococcus elongatus y descubrieron que los relojes circadianos internos de sus células impiden la captación de ADN a primera hora del día y mejoran el proceso a primera hora de la noche. Habían predicho que la expresión mediada por los relojes de ciertos genes inducidos por la oscuridad es fundamental para la captación de ADN del medio ambiente. Encontraron que cuando la oscuridad ocurre en el momento en que el reloj interno de las células les dice que es el atardecer, la captación e incorporación de ADN aumenta dramáticamente. Por el contrario, la oscuridad en momentos que no coinciden con la hora del reloj interno no proporciona un impulso en la captación e incorporación de ADN.

 En cuanto a por qué se desalienta la captación temprana de ADN y se incrementa la tardía, los científicos no están muy seguros. Están probando hipótesis como la de si puede ser útil evitar la absorción de ADN potencialmente peligroso cuando los virus son más prevalentes, lo que en algunos entornos es durante el día.

 “Este estudio proporciona un ejemplo sorprendente de la importancia de mantener el reloj biológico interno alineado con el entorno externo para que los procesos se produzcan a la hora correcta del día”, dicen los investigadores.

Fuente 

NCYT Amazings

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