Νέα, σημαντικά γρανάζια ανακαλύφθηκαν στο βιολογικό ρολόι

Η ανακάλυψη δύο γονιδίων που αποτελούν βασικά εξαρτήματα του βιολογικού ρολογιού στα θηλαστικά θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για διαταραχές του ύπνου και μεταβολικών νοσημάτων όπως ο διαβήτης.

Η ανακάλυψη, που δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature, «αλλάζει εκ βάθρων τις γνώσεις μας για τη λειτουργία του βιολογικού ρολογιού, για το πώς ρυθμίζονται οι κύκλοι ύπνου-εγρήγορσης, το πότε τρώμε και το πότε μεταβολίζουμε τα θρεπτικά συστατικά» αναφέρει ο Ρόναλντ Έβανς, επικεφαλής των ερευνητών στο Ινστιτούτο Βιολογικών Μελετών Salk στην Καλιφόρνια.

Τα δύο γονίδια που μελέτησε η ομάδα του κωδικοποιούν τη σύνθεση δύο υποδοχέων, των REV-ERBα και REV-ERBβ, οι οποίοι συγκεντρώνονται στον πυρήνα του κυττάρου.

Πειράματα σε γενετικά τροποποιημένα ποντίκια έδειξαν ότι οι υποδοχείς REV-ERB α και β λειτουργούν ως «φρένο» σε πολλές φυσιολογικές λειτουργίες.

Το βιολογικό ρολόι, γνωστό και ως «κιρκαδικοί ρυθμοί», είναι γνωστό ότι διαταράσσεται σε ανθρώπους που εργάζονται σε βάρδιες. Οι εργαζόμενοι αυτοί αντιμετωπίζουν αυξημένο κίνδυνο μεταβολικών διαταραχών όπως ο διαβήτης, και οι επιστήμονες προσπαθούν να διαλευκάνουν το πώς το βιολογικό ρολόι σχετίζεται με αυτές τις διαταραχές.

Από προηγούμενες μελέτες είναι γνωστό ότι οι κιρκαδικοί ρυθμοί των θηλαστικών ελέγχονται από ένα κεντρικό βιολογικό ρολόι στον εγκέφαλο, το οποίο ρυθμίζεται από την εναλλαγή φωτός-σκότους και καθορίζει τους κύκλους ύπνους-εγρήγορσης, καθώς και τις διατροφικές συμπεριφορές. Δευτερεύοντα βιολογικά ρολόγια υπάρχουν επίσης στο ήπαρ και στα περισσότερα άλλα όργανα,.

Δύο άλλα γονίδια του κεντρικού βιολογικού ρολογιού, τα BMAL1 και CLOCK, είναι γνωστό ότι ενεργοποιούν άλλα γονίδια του ρολογιού κάθε πρωί ώστε να βρισκόμαστε σε εγρήγορση και να είμαστε δραστήριοι και πεινασμένοι.

Τα γονίδια των υποδοχέων REV-ERB α και β ήταν γνωστά, οι επιστήμονες όμως πίστευαν ότι η λειτουργία τους είναι δευτερεύουσα. Αυτό διαψεύδεται τώρα από την εξέταση γενετικά τροποποιημένων ποντικών, στα οποία είναι δυνατή η απενεργοποίηση των δύο γονιδίων με τη χορήγηση του φαρμάκου ταμοξιφένη.

Η απενεργοποίηση αυτή διατάραξε τους κιρκαδικούς ρυθμούς των πειραματόζωων, τα οποία για παράδειγμα έτρεχαν στους τροχούς τους την ώρα που κανονικά έπρεπε να κοιμούνται.

Το συμπέρασμα είναι ότι οι υποδοχείς REV-ERB α και β φρενάρουν τη λειτουργία των γονιδίων BMAL1 και CLOCK. Η μελέτη δείχνει ότι «τα REV-ERB α και β δεν αποτελούν βοηθητικό σύστημα που κάνει μικρές μόνο διορθώσεις, αλλά αποτελούν αναπόσπαστο μέρος του βασικού μηχανισμού του ρολογιού. Χωρίς αυτά, το ρολόι δεν μπορεί να λειτουργήσει κανονικά» λέει ο Δρ Έβανς.

«Αυτό που δείξαμε είναι ότι αυτοί οι υποδοχείς λειτουργούν άμεσα ως φρένο που επιβραδύνει τη δραστηριότητα του ρολογιού».

«Δεδομένου ότι μπορούμε να παρέμβουμε στους υποδοχείς του πυρήνα με φάρμακα, οι υποδοχείς REV-ERB α και β ίσως αποτελέσουν στόχους για την αντιμετώπιση διαταραχών του ύπνου και του μεταβολισμού».

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ