A Nobel Assembly no Karolinska Institutet decidiu conceder O Prêmio Nobel 2017 de Fisiologia ou Medicina para Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young
A vida na Terra está adaptada à rotação do nosso planeta. Durante muitos anos, sabemos que os organismos vivos, incluindo os humanos, possuem um relógio interno e biológico que os ajuda a antecipar e a se adaptarem ao ritmo regular do dia. Mas como esse relógio realmente funciona? Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young conseguiram espreitar dentro do nosso relógio biológico e elucidar seu funcionamento interno. Suas descobertas explicam como as plantas, os animais e os seres humanos adaptam seu ritmo biológico para que seja sincronizado com as revoluções da Terra.
A maioria dos organismos vivos antecipa e se adapta às mudanças diárias no meio ambiente. Ainda no século XVIII, o astrônomo Jean Jacques d'Ortous de Mairan estudou plantas de mimosa e descobriu que as folhas se abriam em direção ao sol durante o dia e fechavam ao entardecer. Ele se perguntou o que aconteceria se a planta fosse colocada em constante escuridão. Ele descobriu que, independentemente da luz solar diária, as folhas continuavam a seguir a oscilação diária normal. As plantas pareciam ter seu próprio relógio biológico.
Outros pesquisadores descobriram que não só plantas, mas também animais e seres humanos, possuem um relógio biológico que ajuda a preparar nossa fisiologia para as flutuações do dia. Esta adaptação regular é referida como o ritmo circadiano, originado a partir das palavras latinas circa significando "ao redor" e diano significando "dia". Mas o modo como nosso relógio biológico circadiano interno funcionava permaneceu um mistério. Usando moscas da fruta como um organismo modelo, os prêmios Nobel deste ano isolaram o gene period, que controla o ritmo biológico diário normal. Eles mostraram que esse gene codifica uma proteína PER, que se acumula na célula durante a noite e, em seguida, é degradada durante o dia. Assim, os níveis da proteína PER oscilam ao longo de um ciclo de 24 horas, em sincronia com o ritmo circadiano. Posteriormente, eles identificaram componentes de proteína adicionais desta maquinaria, expondo o mecanismo que regula o mecanismo de auto-manutenção dentro da célula. Um mecanismo de mecânica de auto-regulação.
Jeffrey Hall e Michael Rosbash hipotetizaram que a proteína PER bloqueou a atividade do gene period. Eles argumentaram que a proteína PER poderia impedir sua própria síntese e assim regular seu próprio nível em um ritmo cíclico contínuo. Agora reconhecemos que os relógios biológicos funcionam pelos mesmos princípios em células de outros organismos multicelulares, inclusive humanos.
A ilustração acima, mostra a regulação de feedback do gene period. A figura mostra a sequência de eventos durante uma oscilação de 24h. Quando o gene period é ativo, o RNAm é transcrito. O RNAm é transportado para o citoplasma da célula e serve como mensagem para a produção de proteína PER. A proteína PER acumula-se no núcleo da célula, onde a atividade do gene period é bloqueada. Isso dá origem ao mecanismo de feedback inibitório que está subjacente a um ritmo circadiano. Essa hipótese foi possível, graças ao brilhante trabalho de Michael Young (1994), que descobriu um gene de relógio codificador da proteína TIM. Esta, se liga a proteína PER, as duas proteínas conseguem entrar no núcleo celular onde bloqueiam a atividade do gene period para finalizando o feedback inibitório. Michael Young identificou ainda outro gene, duplicado, codificando a proteína DBT que atrasou o acúmulo da proteína PER. Isso forneceu uma visão de como uma oscilação é ajustada para se aproximar mais de um ciclo de 24 horas.
O relógio biológico está envolvido em muitos aspectos de nossa complexa fisiologia. Agora sabemos que todos os organismos multicelulares, incluindo humanos, utilizam um mecanismo similar para controlar os ritmos circadianos. Uma grande proporção de nossos genes são regulados pelo relógio biológico e, conseqüentemente, um ritmo circadiano cuidadosamente calibrado adapta a nossa fisiologia às diferentes fases do dia.
Com precisão requintada, nosso relógio interno adapta a nossa fisiologia às fases dramaticamente diferentes do dia. O relógio regula funções críticas, como comportamento, níveis hormonais, sono, temperatura corporal e metabolismo. Nosso bem-estar é afetado quando existe um desajuste temporário entre nosso ambiente externo e este relógio biológico interno, por exemplo, quando viajamos em vários fusos horários. Há também indícios de que o desalinhamento crônico entre nosso estilo de vida e o ritmo ditado pelo cronometrista interno está associado ao aumento do risco de várias doenças.
Por Raimundo C. Borges, outubro de 2017.
Fonte: https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2017
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