La ricerca rivela i nuovi attrezzi nell'orologio circadiano

Un fattore a lungo studiato che gestisce i cicli umani di sonno realmente ha due moduli, uno che tiene una proteina chiave stabile ed un altro che promuova la sua degradazione.

Dal cuore e dai polmoni che azionano il nostro sangue, ai nostri stomaci di brontolio a tempo del pranzo ed alla sensibilità della stanchezza nella sera, i nostri organismi tengono i ritmi costanti ogni giorno.

Questo “orologio circadiano„ è una serie di cicli ben controllati degli importi specifici delle proteine che ci rendono sonnolenti o insonni. Recentemente ha attirato l'attenzione del pubblico con il premio Nobel 2017 per la fisiologia o la medicina, ma i numerosi aspetti delle funzioni dell'orologio o come regolamenta la nostra salubrità rimangono un mistero.

Uno dei primi disordini di sonno del ritmo circadiano da scoprire era sindrome avanzata familiare di fase di sonno, o FASPS. I pazienti con questa circostanza cadono addormentato in prima serata, intorno alle 7 di sera e svegliano nei primi mattini, intorno alle 3 di mattina e non possono così regolare ai cicli standard senza subire il trattamento.

“FASPS è caratterizzato da una mutazione nel gene che codifica per una proteina essenziale per l'orologio circadiano, chiamata Period 2, o PER2,„ spiega Jean-Michel corrispondente Fustin autore dalla scuola post-laurea dell'università di Kyoto di scienza farmaceutica. “La stabilità della proteina PER2 è un fattore chiave nella determinazione quanto velocemente i vostri ticchettii dell'orologio circadiani.„

Nei pazienti di FASPS, PER2 è instabile, con conseguente orologio accelerato. Ciò è dovuto una mutazione che cambia un amminoacido nella proteina da una serina ad una glicina.

“La stabilità di PER2 è regolamentata dalla fosforilazione di parecchi amminoacidi critici -- le proteine di un modo del terreno comunale sono regolamentate nell'organismo. Questo trattamento è condotto da altre proteine chiamate chinasi,„ continua Fustin. “Abbiamo saputo di una chinasi che potrebbe destabilizzare PER2 -- Delta della chinasi 1 della caseina, o CK1D -- ma non potremmo trovare uno che potrebbe stabilizzarlo phosphorylating la serina che è subita una mutazione nei pazienti di FASPS.„

Scrivendo in PNAS, Fustin ed i suoi collaboratori spiegano che la chinasi di stabilizzazione era all'interno del gene stesso tutto di Ck1d avanti. I loro risultati mostrano che oltre a destabilizzare PER2, Ck1d ha altro modulo, uno a cui fa l'esatto di fronte.

Mentre strutturalmente molto simili, questi moduli di due chinasi sono nominati CK1D1 e CK1D2.

“L'attività opposta di CK1D2 era completamente inattesa. Queste due versioni di questa chinasi possono essere paragonate al Dott. gentile Jekyll -- CK1D2 -- ed il sig. Hyde del distruttore -- CK1D1,„ stati Fustin. “Mentre in molti casi lo stesso gene può codificare per le proteine differenti, così differenza rigida nella funzione è rara.„

“I meccanismi circadiani dell'orologio possono essere trovati in batteri, in insetti, in impianti ed in vertebrati. La comprensione dei questi meccanismi fondamentali permette che noi capiamo la nostra relazione con l'ambiente ritmico,„ conclude Hitoshi co-corrispondente Okamura autore. “Le nostre scoperte indicano che l'orologio circadiano può essere regolato fra queste chinasi e fornisce i nuovi obiettivi per il trattamento dei disordini circadiani.„

Sorgente: https://www.kyoto-u.ac.jp/en/