Cientistas controlam relógio biológico com luz

O relógio biológico natural é regulado pela luz, e agora os cientistas conseguiram fazer isso artificialmente, a qualquer hora do dia ou da noite.
[Imagem: Issei Takahashi/Nagoya University]

Controle do ritmo circadiano

Pesquisadores da Universidade de Nagoya (Japão) e da Universidade de Groningen (Países Baixos) descobriram uma nova maneira de regular os relógios biológicos das células.

Uma "gaiola" aprisiona um composto químico especial que suprime a atividade de um regulador do relógio biológico no escuro e libera essa atividade com luz.

Esse mecanismo abre o caminho para futuros tratamentos de doenças relacionadas ao ritmo circadiano e uma variedade de condições, incluindo distúrbios do sono.

"Nós criamos uma nova abordagem para controlar com precisão a função do relógio circadiano usando a luz. O relógio circadiano controla os ritmos diários de nossa fisiologia. Sua disfunção está relacionada a muitas doenças, como distúrbios do sono, doenças metabólicas e câncer," explica Tsuyoshi Hirota, que liderou a pesquisa. "Uma nova maneira de controlar o relógio biológico pode revelar mecanismos do relógio molecular e formar a base de terapêuticas para doenças relacionadas ao ritmo circadiano."

Controlando o relógio biológico com luz

A técnica envolve o controle de uma molécula chamada diasina longa, que a equipe descobriu ser responsável por regular os relógios circadianos celulares. A diasina longa liga-se a uma enzima chamada CKI (creatina quinase), inibindo sua atividade e prolongando o tempo para o relógio biológico passar por um ciclo de sono-vigília.

Para controlar esse processo, a equipe incorporou a diasina longa em uma "gaiola" química que responde à luz, chamada de grupo protetor fotorremovível (PPG). Sob condições escuras, o PPG impede que a diasina se ligue à CKI. Quando o composto é exposto à luz UV ou roxa, o PPG libera a diasina, permitindo que ela se ligue e iniba a CKI. O processo foi bem-sucedido em células humanas, tecido de camundongos e larvas de peixe-zebra.

Os pesquisadores afirmam que sua descoberta também pode ajudar em pesquisas mais avançadas sobre a organização circadiana nos mamíferos, identificando a relação entre a interrupção do relógio circadiano e o desenvolvimento de doenças.

A equipe planeja agora manipular os relógios circadianos celulares dentro das populações celulares e investigar como os relógios circadianos nas células individuais se comunicam para prover um comportamento integrado nos tecidos.