Inteligencia artificial & Ciencia

Los descubridores de las proteínas del sueño, Nobel de Fisiología 2017

Jeffrey Hall, Michael Rosbash y Michael Young descubrieron como se pone en hora nuestro reloj biológico

logo
Los descubridores de las proteínas del sueño, Nobel de Fisiología 2017

Resumen:

Jeffrey Hall, Michael Rosbash y Michael Young han sido galardonados con el Premio Nobel de Medicina/Fisiología por sus investigaciones sobre los ritmos circadianos y los genes y proteínas que intervienen en los ciclos del sueño.

El presidente del comité ha destacado la labor conjunta de estos doctores, a quienes se les ha tratado de localizar por teléfono media hora antes del anuncio oficial. Rosbash parece que ha reaccionado con un “¿estás de broma?”.

Los galardonados han trabajado durante décadas tratando de explicar qué nos dice a los animales cuándo y cómo dormir. Se sabe que existen una serie de ritmos circadianos y que se ajustan bastante a la idea de 24 horas que tiene un día. Pero no estaba claro si esos mecanismos se activaban desde fuera (por la luz o el ruido, por ejemplo) o había algo dentro de nuestro reloj biológico que lo mantenía en hora.

Nuestro bienestar se ve afectado cuando hay un desajuste temporal entre el entorno externo y este reloj biológico. Por ejemplo cuando viajamos a través de varias zonas horarias y experimentamos el jet lag. También hay indicios de que la desalineación crónica entre nuestro estilo de vida y el ritmo dictado por nuestro reloj interno se asocia con un mayor riesgo de varias enfermedades.

El reloj biológico clásico

El reloj biológico clásico E.I.

Utilizando las moscas de la fruta como modelo, los premiados de este año aislaron un gen que controla el ritmo biológico diario normal. Mostraron que este gen codifica una proteína que se acumula durante la noche, y luego se degrada durante el día. Posteriormente, identificaron componentes proteicos adicionales de esta maquinaria, exponiendo el mecanismo que gobierna el mecanismo de reloj biológico dentro de la célula. Ahora reconocemos que los relojes biológicos funcionan por los mismos principios en células de otros organismos multicelulares, incluyendo humanos.

La mayoría de los organismos vivos se anticipan a los cambios que se producen en el ambiente. Durante el siglo XVIII, el astrónomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan estudió plantas de mimosa y descubrió que las hojas se abrían hacia la luz solar durante el día y se cerraban al anochecer. Se preguntó qué pasaría si la planta fuera colocada en una oscuridad constante. Descubrió que, independientemente de la luz solar diaria, las hojas seguían su oscilación diaria normal. Las plantas parecían tener su propio reloj biológico.

Fue el principio de las investigaciones en torno a los relojes biológicos. Se fue descubriendo que animales, incluyendo humanos, también cuentan con mecanismos que les dicen cuándo ir a dormir o estar despiertos.

En 1984, Jeffrey Hall y Michael Rosbash y Michael Young, lograron aislar el gen que regula los ritmos circadianos. Jeffrey Hall y Michael Rosbash luego descubrieron que el PER, la proteína codificada por el gen período, se acumulaba durante la noche y se degradaba durante el día. Por lo tanto, los niveles de proteína PER oscilan en un ciclo de 24 horas, en sincronía con el ritmo circadiano.

Los interruptores del sueño

¿Cuáles son los interruptores que encienden o apagan esa proteína cada día? Razonaron que mediante un circuito inhibitorio de retroalimentación, la proteína PER podría evitar su propia síntesis y, por tanto, regular su propio nivel en un ritmo cíclico continuo.

Los investigadores habían observado que la proteína se acumulaba en el núcleo de la célula por la noche. ¿Cómo llega hasta ahí? Gracias a una segunda proína llamada TIM. Para que el reloj no se quede sin cuerda ni atrasase hacía falta un tercer ingrediente: un gen que codifica otra proteína más, llamada DBT, que termina por hacer que un ciclo dure 24h. A este cóctel habría que sumar la luz como el elemento externo que sirve de referencia a estas moléculas para mantener en hora el reloj interno.

Jeffrey C. Hall nació en 1945 en Nueva York (EE.UU.). Recibió su doctorado en 1971 en la Universidad de Washington en Seattle y fue becario postdoctoral en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena de 1971 a 1973. Se unió a la facultad de la Universidad Brandeis en Waltham en 1974. En 2002, se asoció con la Universidad de Maine. Descubrió la proteína clave de los ritmos circadianos.

Michael Rosbash nació en 1944 en Kansas City, (EE.UU.). Recibió su doctorado en 1970 en el Massachusetts Institute of Technology en Cambridge. Durante los tres años siguientes, fue becario postdoctoral en la Universidad de Edimburgo en Escocia. Desde 1974, ha sido profesor de la Brandeis University en Waltham, Estados Unidos.

Michael W. Young nació en Miami (EE.UU.) en 1949. Es actualmente investigador en la Universidad de Rockefeller. Lleva desde los años ochenta del siglo pasado investigando los mecanismos del sueño en la mosca de la fruta.

La constante quiniela española

España miraba con especial atención a la concesión del Nobel de Medicina por haber un candidato que lleva años sonando como posible galardonado: Francis Mojica, que junto a las doctoras Emmanuelle Charpentier (Suecia) y Jenniffer Doudna (EEUU), son responsables de desarrollar la técnica de corta-pega genético conocida como CRISPR cas9.

Como manda la tradición, el Nobel de Fisiología o Medicina ha sido el primer premio en concederse y, como cada año, es el primer lunes de octubre. Este martes se anuncia el Nobel de Física; el de Química el 4 y el de la Paz el viernes 6. El unes 9 de octubre se anuncia el de Economía, y quedaría pendiente Literatura cuya fecha no ha sido anunciada.

Tras 12 años, este 2017 la dotación económica ha aumentado más de un 12 %. Los ganadores en cada una de las seis categorías recibirán 9 millones de coronas suecas (más de 940.000 euros), a repartir en caso de que haya más de un premiado.