Los relojes circ adianos que controlan el ritmo circadiano están entrelazados con muchos sistemas importantes en organismos vivos como plantas, hongos, insectos e incluso seres humanos. Por esta razón, las alteraciones de nuestros relojes circadianos se asocian con mayores tasas de enfermedad en los seres humanos, incluyendo ciertos tipos de cáncer y enfermedades autoinmunes.

Cada nuevo conocimiento de los mecanismos de nuestros relojes internos nos acerca más a la posibilidad de realizar cambios

La Dra. Jennifer Hurley, del Instituto Politécnico Rensselaer, titular de la Cátedra de Desarrollo Profesional Richard Baruch M.D. y Jefa Asociada del Departamento de Ciencias Biológicas, ha dedicado su carrera a comprender los mecanismos que permiten a nuestros relojes circadianos medir el tiempo. «Dado que las proteínas son los componentes básicos de la vida, es importante comprender a fondo cómo interactúan», afirma Hurley. «Si sabemos cómo interactúan las proteínas, podemos aprender cómo se comporta un organismo y también tener la oportunidad de cambiar ese comportamiento». En su estudio, Hurley y su equipo descubrieron que la proteína FRQ del reloj alterado en un hongo llamado Neurospora crassa interactuaba de formas inesperadas con una proteína llamada FRH. Encontraron regiones o «bloques» en FRQ que estaban cargados positivamente. Estos bloques permitían que FRQ y FRH interaccionaran en muchas regiones diferentes. «Aunque a menudo se piensa que las proteínas son estructuras bien ordenadas, hay toda una clase de proteínas que son más flexibles, como fideos de espagueti mojados», explica Hurley. «Esta flexibilidad puede ser importante para las interacciones entre proteínas. En el caso de FRQ, creemos que su naturaleza de ‘fideo’ permite que los bloques cargados positivamente se unan a FRH, quizá como un abrazo.»

Los investigadores esperaban una interacción simple y directa entre FRQ y FRH, pero descubrieron que la interacción era mucho más compleja de lo que habían previsto. Hurley y su equipo descubrieron que este supuesto abrazo hace que el reloj circadiano molecular pase de ser un reloj de arena que debe ser reajustado cada día por la luz a un oscilador persistente que permite un ritmo continuo sin necesidad de ser reajustado por la luz. Este oscilador circadiano persistente es el método fundamental por el que el reloj circadiano mide el tiempo y regula todo, desde nuestro comportamiento hasta cómo un animal en el Ártico sabe cuándo cazar, incluso cuando no hay luz disponible durante los meses de invierno. Cada nuevo conocimiento de los mecanismos de nuestros relojes circadianos nos acerca a la posibilidad de introducir cambios que tendrán grandes beneficios prácticos. Si pudiéramos manipular el reloj circadiano, podría ayudar en la producción de biocombustibles, en la lucha contra el jet lag y en garantizar la salud de los trabajadores por turnos y otras personas con horarios de trabajo irregulares.

La atención sanitaria ofrece numerosas oportunidades para aplicar nuestros conocimientos sobre los ritmos circadianos. «En nuestro campo lo llamamos ‘cronoterapia'», dice Hurley. «Si uno se lesiona a una hora determinada del día, se cura mucho más rápido que a otra hora. Por lo tanto, podemos programar las intervenciones quirúrgicas en el momento adecuado del día. Incluso podemos programar la quimioterapia para que tenga lugar en un momento en que las células sanas no se estén dividiendo, pero sí las cancerosas, reduciendo así los efectos secundarios y aumentando la eficacia del tratamiento.» «Con esta investigación, la profesora Hurley y su equipo han ampliado una vez más nuestra comprensión de cómo funcionan los ritmos circadianos a nivel molecular», declaró el Dr. Curt Breneman, decano de la Facultad de Ciencias Rensselaer. «Este profundo conocimiento de los mecanismos de los procesos circadianos abre nuevas oportunidades para mitigar mejor sus efectos en los organismos superiores y los seres humanos».