MADRID, 2 Oct. (EUROPA PRESS) -
Los investigadores estadounidenses Jeffrey Hall, Michael Rosbash y Michael Young han sido distinguidos con el premio Nobel de Medicina 2017 por sus descubrimientos sobre los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano, según ha informado el Instituto Karolinska de Suecia.
Hall (Nueva York, 1945) se doctoró en 1971 en la Universidad de Washington en Seattle y, tras un periodo en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena, se unió a la facultad de la Universidad Brandeis en Waltham en 1974. En 2002 pasó a formar parte de la Universidad de Maine.
Por su parte, Rosbash (Kansas City, 1944) se doctoró en 1970 en el prestigioso Instituto Tecnológico de Masssachusetts (MIT, en sus siglas en inglés) y, tras una beca en la Universidad de Edimburgo (Escocia), entró el mismo año que Hall a la Universidad de Brandeis en Waltham, donde trabaja como profesor actualmente.
Young, el más joven de los tres, nació en 1949 en Miami y se doctoró en la Universidad de Texas en Austin en 1975. Después de unos años en la Universidad de Stanford en Palo Alto, en 1978 entra a formar parte de la Universidad de Rockefeller en Nueva York.
Los tres investigadores han sido capaces de adentrarse en el funcionamiento del reloj biológico que ayuda a todos los seres vivos, incluidos los humanos, a estar sincronizados con la rotación de la Tierra.
Utilizando las moscas de la fruta como organismo modelo, los premios Nobel de este año aislaron un gen que controla el ritmo biológico diario normal y vieron que codifica una proteína que se acumula en las células durante la noche, y luego se degrada durante el día.
Posteriormente, identificaron unos componentes proteicos adicionales de esta maquinaria, determinando todo el mecanismo que gobierna ese engranaje de relojería dentro de las células en cualquier tipo de organismos multicelulares, incluyendo los humanos.
De este modo, comprobaron la "exquisita precisión" con la que el reloj biológico se adapta a la fisiología de cada individuo en los diferentes momentos del día, regulando funciones críticas como el comportamiento, los niveles hormonales, el sueño, la temperatura corporal y el metabolismo.
Así, el bienestar se ve afectado cuando hay un desajuste temporal entre el entorno externo y el reloj biológico interno, por ejemplo cuando se hacen viajes a través de varias zonas horarias y se produce lo que se conoce como 'jet lag'. Y también hay indicios de que el desajuste crónico entre los hábitos de vida y el ritmo dictado por el reloj interno se asocia con un mayor riesgo de algunas enfermedades.
ESTUDIOS PREVIOS
En el siglo XVIII el astrónomo Jean Jacques d'Ortous de Mairan estudió las plantas de mimosa y descubrió que las hojas se abrían hacia el sol durante el día y se cerraban al anochecer. Por ello, se preguntó qué pasaría si la planta estuviera expuesta a una oscuridad constante.
Así, descubrió que, independientemente de la luz solar diaria, las hojas seguían su oscilación diaria normal, lo que demostró que las plantas podían tener su propio reloj biológico.
Pero otros investigadores encontraron que no sólo las plantas, sino también los animales y los seres humanos, tienen un reloj biológico que les ayuda a preparar su cuerpo para las fluctuaciones del día, lo que se conoce como el ritmo circadiano, palabra que viene del latín 'circa', que significa alrededor, y 'dies', que significa día. Sin embargo, seguía siendo un misterio su funcionamiento interno.
ANÁLISIS GENÉTICO DEL RELOJ
Durante los años 70, Seymour Benzer y su estudiante Ronald Konopka se preguntaron si sería posible identificar genes que controlan el ritmo circadiano en las moscas de la fruta, y observaron que las mutaciones en un gen desconocido interrumpía el reloj circadiano de las moscas.
Los galardonados con el Premio Nobel de este año, que también estaban estudiando las moscas de la fruta, tenían como objetivo descubrir cómo funciona realmente el reloj. Y por ello, en 1984 lograron aislar el gen 'period' para luego descubrir que el PER, la proteína que lo codifica, se acumulaba durante la noche y se degradaba durante el día. Por lo tanto, los niveles de proteína PER oscilan en un ciclo de 24 horas, sincronizados con el ritmo circadiano.
El siguiente objetivo clave era comprender cómo se podrían generar y mantener estas oscilaciones circadianas. Para ello, Hall y Rosbash plantearon la hipótesis de que la proteína PER bloqueaba la actividad del gen 'period'. Razonaron que por un lazo de retroalimentación inhibitorio, la proteína PER podría prevenir su propia síntesis y así regular su propio nivel en un ritmo cíclico continuo.
El modelo era tentador, pero faltaban algunas piezas del rompecabezas. Para bloquear la actividad del gen del período, la proteína PER, que se produce en el citoplasma, tendría que llegar al núcleo celular, donde se encuentra el material genético.
Hall y Rosbash habían demostrado que la proteína PER se acumulaba en el núcleo durante la noche, pero no fue hasta 1994 cuando Young descubrió un segundo gen del reloj, atemporal, que codifica la proteína TIM necesaria para un ritmo circadiano normal. En su trabajo, demostró que cuando TIM se unió a PER, las dos proteínas son capaces de entrar en el núcleo de la célula donde se bloqueó la actividad del gen 'period' para cerrar el bucle inhibitorio de retroalimentación.
