I ritmi circadiani, noti anche come orologio interno del corpo, coordinano i tempi dei processi biochimici, fisiologici e comportamentali. Le interruzioni di questo orologio potrebbero causare diverse malattie, tra cui cancro, condizioni cardiovascolari e suscettibilità alle infezioni.
Il ciclo riposo-veglia è ora meglio compreso grazie alla ricerca del University of Massachusetts Amherst sulle mutazioni genetiche che influiscono sui ritmi circadiani. Questo lavoro offre anche una nuova prospettiva su come studiare le malattie umane e, in definitiva, creare nuovi trattamenti medici.
Il neurobiologo Eric Bittman, professore emerito di biologia, ha detto: “Stiamo studiando due mutazioni, entrambe le quali influenzano la nostra capacità di rispondere ai cambiamenti nel ciclo della luce. Entrambi accelerano il tempo. Rivelano quanto siamo vulnerabili alle interruzioni del programma leggero: oscuro.
Gli scienziati hanno identificato una mutazione recessiva, che chiamano Duper, come un difetto nel gene regolatore circadiano dei criceti siriani, il criptocromo 1 (CRY1). Hanno migliorato la bozza del genoma del criceto utilizzando una rapida mappatura dell'omozigosità, dando vita a un modello di ricerca genetica all'avanguardia per l'esame dei disturbi umani.
Il gruppo di studio si concentra sugli impatti dello stress nei criceti geneticamente modificati in a documento di follow-up appena pubblicato su PNAS. Gli scienziati hanno scoperto ruoli precedentemente non riconosciuti per CRY1 nelle malattie cardiache e nel trascinamento circadiano, che è la sincronizzazione dell'orologio biologico con segnali esterni.
Bittman spiega, “Duper accelera l’orologio in condizioni costanti e può spostarsi fino a 180 gradi in risposta anche a un breve impulso di luce. Sospettiamo che ciò possa essere rilevante per comprendere gli effetti del jet lag e del lavoro a turni”.
“Gli organi del corpo resettano i loro orologi a ritmi diversi dopo un’interruzione circadiana. Si ritiene che questo disallineamento temporale causi effetti negativi sulla salute associati a wcon lavoro a turni. Quasi tutti i nostri processi fisiologici sono ritmici”.
La durata della vita dei criceti cardiomiopatici è stata ridotta da spostamenti di fase di otto ore che imitavano il jet lag ogni due settimane. Tuttavia, la longevità più breve dei criceti mutanti è stata invertita perché la mutazione ha accelerato il loro adattamento allo spostamento del ciclo luce-buio.
Bittmann disse, “I risultati hanno implicazioni per individuare i percorsi coinvolti negli orologi biologici umani”.
“Per le persone con jet lag o per i milioni di lavoratori a turni, possono volerci giorni e talvolta settimane prima che il corpo – i diversi organi – ritorni alla loro normale relazione temporale. Molti di noi sconvolgere il nostro sistema circadiano quando siamo esposti alla luce la sera tardi, ad esempio guardando i telefoni cellulari e gli schermi dei computer. Potrebbero volerci un paio di settimane prima che il tuo cervello stabilisca il giusto rapporto con fegato e reni.
“La ricerca suggerisce che tutti noi dobbiamo essere consapevoli di come l’ambiente influisce sulla nostra vita orologi biologici. Nello specifico, gli ospedali devono essere sensibili ai tempi di illuminazione e oscurità nelle stanze dei pazienti. “Dobbiamo prestare attenzione alla relazione temporale tra gli organi e tra l’orologio principale e il cervello, e come regola l’orologio nel cervello, così come negli organi periferici, ed essere sensibili alla luce: all’ambiente buio”.
Riferimento della Gazzetta:
- Chip Sisson et al. La mutazione duper rivela funzioni precedentemente insospettate del criptocromo 1 nel trascinamento circadiano e nelle malattie cardiache. PNAS. DOI: 10.1073 / pnas.2121883119
