Os relógios circ adianos que controlam o ritmo circadiano estão interligados a muitos sistemas importantes em organismos vivos, como plantas, fungos, insetos e até mesmo seres humanos. Por esse motivo, as interrupções em nossos relógios circadianos estão associadas a taxas mais altas de doenças em humanos, incluindo certos tipos de câncer e doenças autoimunes.

Cada novo insight sobre os mecanismos de nossos relógios internos nos aproxima da possibilidade de fazer mudanças

A Dra. Jennifer Hurley, do Rensselaer Polytechnic Institute, titular da cadeira de desenvolvimento de carreira Richard Baruch M.D. e chefe associada do Departamento de Ciências Biológicas, dedicou sua carreira a compreender os mecanismos que permitem que nossos relógios circadianos meçam o tempo. “Como as proteínas são os blocos de construção da vida, é importante obter uma compreensão fundamental de como essas proteínas interagem”, disse Hurley. “Se soubermos como as proteínas interagem, poderemos aprender como um organismo se comporta e também teremos a oportunidade de mudar esse comportamento.” Em seu estudo, Hurley e sua equipe descobriram que a proteína FRQ do relógio interrompido em um fungo chamado Neurospora crassa interagia de maneiras inesperadas com uma proteína chamada FRH. Eles encontraram regiões ou “blocos” na FRQ que eram carregados positivamente. Esses blocos permitiram que a FRQ e a FRH interagissem em muitas regiões diferentes. “Embora as proteínas sejam geralmente consideradas estruturas bem ordenadas, há toda uma classe de proteínas que são mais flexíveis, como macarrão espaguete molhado”, disse Hurley. “Essa flexibilidade pode ser importante para as interações entre as proteínas. No caso da FRQ, acreditamos que sua natureza de ‘macarrão’ permite que os blocos carregados positivamente se liguem à FRH, talvez como um abraço.”

Os pesquisadores esperavam uma interação simples e direta entre FRQ e FRH, mas descobriram que a interação era muito mais complexa do que haviam previsto. Hurley e sua equipe descobriram que esse chamado abraço faz com que o relógio circadiano molecular mude de uma ampulheta que precisa ser reiniciada todos os dias pela luz para um oscilador persistente que permite um ritmo contínuo sem a necessidade de ser reiniciado pela luz. Esse oscilador circadiano persistente é o método fundamental pelo qual o relógio circadiano mede o tempo e regula tudo, desde o nosso comportamento até o modo como um animal no Ártico sabe quando caçar, mesmo quando não há luz disponível durante os meses de inverno. Cada novo insight sobre os mecanismos de nossos relógios circadianos nos aproxima da possibilidade de fazer mudanças que trarão grandes benefícios práticos. Se pudéssemos manipular o relógio circadiano, isso poderia ajudar na produção de biocombustíveis, no combate ao jet lag e na garantia da saúde dos trabalhadores em turnos e de outras pessoas com horários de trabalho irregulares.

O setor de saúde oferece inúmeras oportunidades para aplicar nosso conhecimento sobre os ritmos circadianos. “Em nossa área, chamamos isso de ‘cronoterapia'”, diz Hurley. “Se você se machuca em um determinado horário do dia, a cura é muito mais rápida do que em outro horário. Portanto, podemos programar cirurgias no momento certo do dia. Podemos até mesmo programar a quimioterapia para ocorrer em um momento em que as células saudáveis não estão se dividindo, mas as células cancerosas estão, reduzindo assim os efeitos colaterais e aumentando a eficácia do tratamento.” “Com essa pesquisa, a professora Hurley e sua equipe expandiram mais uma vez nossa compreensão de como os ritmos circadianos funcionam em nível molecular”, disse o Dr. Curt Breneman, reitor da Rensselaer School of Science. “Essa compreensão profunda dos mecanismos dos processos circadianos abre novas oportunidades para mitigar melhor seus efeitos sobre organismos superiores e seres humanos.”