Del sueño de una mosca al Nobel de Medicina y Fisiología

Del sueño de una mosca al Nobel de Medicina y Fisiología

Publicado por el Oct 6, 2017

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El pasado día 2 de octubre, la Academia Sueca otorgó el premio Nobel de Medicina o Fisiología conjuntamente a Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young “por sus descubrimientos de los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano”Juan Antonio Madrid Pérez, del Laboratorio de Cronobiología de la Universidad de Murcia-IMIB-Arrixaca, explica la trascendencia de este galardón.

El doctor Madrid, participó en julio pasado en el curso “Sueño: neurociencia, salud y hábitos sociales”, patrocinado por la Fundación Tatiana Pérez de Guzmán el Bueno y dirigido por los catedráticos de la Universidad Autónoma de Madrid Carmen Cavada y Miguel Garzón. El curso analizaba el papel del sueño como pilar básico para el mantenimiento de la salud. Juan Antonio Madrid explicó la importancia de mantener correctamente acompasado nuestro reloj biológico.

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Juan Antonio Madrid Pérez. Laboratorio de Cronobiología, Universidad de Murcia-IMIB-Arrixaca

La Cronobiología, una disciplina multidisciplinar que estudia los ritmos y relojes biológicos, se ha abierto paso en el mundo de la ciencia muy lentamente, demasiado lentamente diría yo. Pero, hoy no es momento de lamentarse sino de celebrar el premio Nobel otorgado a Hall, Rosbash y Young por descubrir la maquinaria molecular que gobierna el reloj biológico.

Desde los experimentos de los años 60 de J. Aschoff en  Alemania, que mostraron la existencia de un reloj interno en humanos, y  el descubrimiento del reloj biológico en el hipotálamo de mamíferos en el año 1972 por Moore y Stephan, han pasado décadas en las que cientos de investigadores han ido configurando el cuerpo científico de una disciplina que hoy ha recibido un Premio Nobel de Medicina y que empieza a ser tenida en cuenta no solo como curiosidad científica sino también en el ámbito médico.

La organización de la fisiología, bioquímica y comportamiento de todos los seres vivos, unicelulares, plantas y animales, está gobernada por ritmos perfectamente coordinados entre sí y con los ciclos ambientales del día y la noche. Esos ritmos, generados por los relojes biológicos, los podemos encontrar no solo en hipotálamo sino en cualquier célula del organismo. Así, miles de genes del hígado o del músculo son rítmicos en su expresión y, lo que es más importante, no todos sus ritmos coinciden en el tiempo, cada uno tiene su momento, aunque el orden temporal entre ellos se mantiene de un modo extraordinariamente preciso.

Hoy sabemos que la organización temporal de los procesos biológicos es una cualidad tan fundamenta de los organismos vivos como puede ser su anatomía espacial.  Y ello, en parte gracias a dos biólogos estadounidenses, Michael Young y Jeffrey Hall y un químico de origen alemán Michael Rosbash, que ahora han sido galardonados con el Nobel.

Los tres centraron su atención en unas moscas de la fruta mutantes que mostraban ritmos de sueño anormales, unos más largos de 24 horas (dormían más tarde), otros más cortos (dormían antes) y otros completamente arrítmicos (fragmentaban su sueño).

Secuencia de eventos durante una oscilación de 24 horas del reloj interno. Cuando el gen del período (PER) es activo, se “fabrica” el ARN mensajero (ARNm) que sirve como molde para la producción de proteína PER . Esta se acumula en el núcleo de la célula, donde se bloquea la actividad del gen Período .  Esta proteína se va degradando durante el día, marcando el ritmo circadiano

En sus universidades, nadie cuestionó la importancia del sueño de una mosca (cabría preguntarse si habría ocurrido aquí lo mismo). En pocos años, el trabajo de estos genetistas fue desgranado uno tras otro los genes que configuran el “núcleo duro” del reloj circadiano de la mosca:  period (per), cycle, clock, timeless (tim), cryptochrome (cry) y doubletime (dbt), y los mecanismos mediante los cuales estos ritmos se sincronizan a los ciclos ambientales.

Genes homólogos han sido descubiertos en también en humanos (Per, Cry, Clock, Bmal1 y CKE1). Hoy sus funciones son ampliamente estudiados en numerosos laboratorios de todo el mundo. Por ello sabemos que los genes reloj, no solo constituyen el engranaje de un reloj molecular de millones de años de antigüedad, sino que actúan fuera del reloj, y son de gran importancia regulando procesos tumorales (Per), envejecimiento (Bmal1) o el metabolismo (Clock). Quién les iba a decir a aquellas moscas de la fruta que se dormían tarde, el revuelo que se organizaron por su extraño comportamiento. Y muchos menos, como destaca la Academia Sueca, que desde los descubrimientos seminales de los tres galardonados, la biología circadiana se iba a convertir en un campo de investigación tan vasto y dinámico, con implicaciones importante para nuestra salud y bienestar.

Juan Antonio Madrid Pérez. Laboratorio de Cronobiología, Universidad de Murcia-IMIB-Arrixaca.

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