A pesquisa revela as engrenagens novas no pulso de disparo circadiano

Um factor longo-estudado que controla ciclos humanos do sono tem realmente dois formulários, um que mantem uma proteína chave estável e outro que promove sua degradação.

Do coração e dos pulmões que propelem nosso sangue, a nossos estômagos do rumbling no tempo do almoço e no sentimento do cansaço na noite, nossos corpos mantêm ritmos constantes e no dia a dia.

Este “pulso de disparo circadiano” é uma série de ciclos firmemente controlados de quantidades específicas de proteínas que nos fazem sonolentos ou insones. Tem atraído recentemente a atenção do público com o prémio nobel 2017 para a fisiologia ou a medicina, mas os aspectos numerosos das funções do pulso de disparo ou como regula nossa saúde permanecem um mistério.

Uma das primeiras desordens de sono do ritmo circadiano a ser descobertas era síndrome avançada familiar da fase do sono, ou FASPS. Os pacientes com esta circunstância caem adormecido cedo na noite, ao redor 7 pm, e acordam nos amanheceres, em ao redor 3 am, e são assim incapazes de ajustar aos ciclos padrão sem submeter-se ao tratamento.

“FASPS é caracterizado por uma mutação no gene que codifica para uma proteína essencial para o pulso de disparo circadiano, chamada Período 2, ou PER2,” explica Jean-Michel correspondente Fustin autor da escola da universidade de Kyoto da ciência farmacêutica. “A estabilidade da proteína PER2 é um factor chave em determinar como rapidamente seus tiquetaques de pulso de disparo circadianos.”

Em pacientes de FASPS, PER2 é instável, tendo por resultado um pulso de disparo acelerado. Isto é devido a uma mutação que mude um ácido aminado na proteína de um serine a uma glicina.

“A estabilidade de PER2 é regulada pela fosforilação de diversos ácidos aminados críticos -- as proteínas de uma maneira da terra comum são reguladas no corpo. Este processo é conduzido por outras proteínas chamadas quinase,” continua Fustin. “Nós soubemos de uma quinase que poderia desestabilizar PER2 -- Delta da quinase 1 da caseína, ou CK1D -- mas nós não poderíamos encontrar um que poderia a estabilizar phosphorylating o serine que é transformado em pacientes de FASPS.”

Escrevendo em PNAS, Fustin e seus colaboradores explicam que a quinase de estabilização estava dentro do gene próprio de Ck1d durante todo o tempo. Seus resultados mostram que além do que a desestabilização de PER2, Ck1d tem um outro formulário, um a que faz o exacto oposto.

Quando estrutural muito similares, estes formulários de duas quinase são nomeados CK1D1 e CK1D2.

“A actividade oposta de CK1D2 era completamente inesperada. Estas duas versões desta quinase podem ser comparadas ao Dr. amável Jekyll -- CK1D2 -- e o Sr. Hyde do contratorpedeiro -- CK1D1,” estados Fustin. “Quando em muitos casos o mesmo gene puder codificar para proteínas diferentes, uma diferença tão austero na função é rara.”

“Os mecanismos circadianos do pulso de disparo podem ser encontrados nas bactérias, nos insectos, nas plantas, e nos animais vertebrados. Compreender estes mecanismos fundamentais permite que nós compreendam nosso relacionamento com o ambiente rítmico,” conclui Hitoshi co-correspondente Okamura autor. “Nossas descobertas indicam que o pulso de disparo circadiano pode ser ajustado entre estas quinase, e fornecem alvos novos para o tratamento de desordens circadianos.”

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