La interacción de los bucles moleculares en el reloj circadiano de los mamíferos

Área de la Ciencia:

• Cronobiología cronobiología.
• Biología Molecular Biología Molecular
• Genética La genética.

Sus antecedentes:

• El reloj circadiano maestro regula los ritmos biológicos diarios.
• Comprender los mecanismos moleculares de los relojes circadianos es crucial para la cronobiología.
• Los bucles de retroalimentación que involucran la transcripción y la traducción son componentes conocidos de los relojes circadianos.

Objetivo del estudio:

• Para dilucidar los mecanismos moleculares centrales del reloj circadiano maestro del ratón.
• Para identificar las funciones de PERIOD2 y CRYPTOCHROMES en la regulación de los ritmos circadianos.
• Para investigar la interacción entre las proteínas CLOCK:BMAL1 y CRYPTOCHROME.

Principales métodos:

• Análisis de ratones mutantes del reloj/reloj, mutantes del período 2 ((Brdm1) y ratones con deficiencia de criptocromo.
• Evaluación de los ritmos Bmal1 en diferentes modelos de ratón mutante.
• Pruebas de interacción proteína:proteína in vitro para estudiar la inhibición CRYPTOCHROME de la transcripción CLOCK:BMAL1.

Principales resultados:

• Identificó ciclos de retroalimentación de transcripción-traducción positivos y negativos que interactúan como el mecanismo central del reloj circadiano del ratón.
• Demostró un papel dominante para PERIOD2 en la regulación positiva del bucle Bmal1.
• Se ha demostrado que los CRYPTOCHROMES inhiben la transcripción mediada por CLOCK:BMAL1 a través de interacciones directas proteína:proteína, independientemente del PERIODO y del TIEMPO.
• Establecido PERIOD2 como un regulador positivo y CRYPTOCHROMES como reguladores negativos en sus respectivos ciclos.

Conclusiones:

• El reloj circadiano maestro del ratón opera a través de bucles de retroalimentación positivos (PERIOD2) y negativos (CRYPTOCHROMES) interconectados.
• PERIOD2 y CRYPTOCHROMES juegan roles distintos y críticos en la regulación de la expresión génica del reloj central y la ritmicidad.
• Las interacciones directas de proteínas median la función inhibidora de CRYPTOCHROME en la actividad transcripcional de CLOCK:BMAL1.