La estructura del criptocromo sin tiempo revela los mecanismos de cronometraje del reloj circadiano

Área de la Ciencia:

• Los mecanismos moleculares de los ritmos circadianos
• Biología estructural de las proteínas del reloj circadiano
• Fisiología y adaptación de los insectos

Sus antecedentes:

• Los ritmos circadianos regulan el comportamiento y las enfermedades a través de las oscilaciones de la expresión génica.
• En las moscas, Timeless (Tim) media la entrada nuclear de Period (Per), mientras que Cryptochrome (Cry) desencadena la degradación de Tim en la luz.
• Comprender las interacciones moleculares dentro del reloj circadiano es crucial para descifrar sus funciones reguladoras.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar la base estructural del reconocimiento de Cryptochrome (Cry) de su objetivo, Timeless (Tim).
• Para investigar cómo el Cryptochrome sensible a la luz interactúa con Timeless e influye en la función del reloj circadiano.
• Explorar los mecanismos estructurales que subyacen al polimorfismo intemporal y su adaptación a diferentes climas.

Principales métodos:

• Microscopía electrónica criogénica (cryo-EM) del complejo Cryptochrome-Timeless.
• Análisis estructural de las interacciones proteína-proteína y la unión de cofactores.
• Investigar el papel de la fosforilación de proteínas en la regulación de las importaciones nucleares.

Principales resultados:

• Cry se une a un núcleo continuo de réplicas de armadillo sin tiempo y una hélice de Tim terminal C.
• El cofactor de flavina de Cry sufre cambios conformacionales, induciendo reordenamientos a gran escala en la interfaz molecular.
• Un segmento de Tim fosforilado puede regular la unión de Importin-α, afectando la importación nuclear de Tim-Per.
• El extremo N de Tim se inserta en el bolsillo Cry reestructurado, reemplazando la cola del extremo C liberada por la luz.

Conclusiones:

• El estudio revela el mecanismo molecular por el cual el Cryptochrome detector de luz reconoce e interactúa con Timeless.
• Las ideas estructurales explican cómo la degradación atemporal mediada por el criptocromo regula el reloj circadiano de la mosca.
• Los hallazgos proporcionan una base estructural para el polimorfismo intemporal, explicando la adaptación a diversos climas.