Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young han recibido el Premio Nobel de Medicina 2017 por esclarecer los mecanismos que gobiernan los ritmos circadianos.
La Academia Sueca acaba de anunciar la concesión del Premio Nobel 2017 a Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young, por esclarecer los mecanismos que intervienens en el establecimiento de los ritmos circadianos que permiten la adaptación de los seres vivos a su entorno.
La existencia de un reloj biológico interno que ayuda a anticiparse y adaptarse a los ritmos diarios se conoce desde hace muchos años, los galardonados de este año han sido los investigadores que han descrito los mecanismos moleculares que gobiernan este reloj biológico. Sus descubrimientos sentaron las bases para explicar la forma en que las plantas y los animales -incluidos los humanos- sincronizan su ritmo biológico con la rotación de la Tierra.
Los premiados lograron aislar un gen en la mosca de la fruta que controla el ritmo biológico diario normal y demostraron que el mismo codifica una proteína que se acumula en la célula durante la noche, para después ser degradada durante el día.
Luego, identificaron algunos componentes proteicos adicionales de este proceso, mostrando cómo funciona en el interior de la célula. Gracias a sus investigaciones se han conocido las funciones en las que están implicados esos mecanismos, que van desde el comportamiento hasta los niveles hormonales, la temperatura corporal, el sueño.
Fue en 1984 cuando Jeffrey Hall y Michael Rosbash, de la Universidad Brandeis, en Boston, junto a Michael Young, de la Universidad Rockefeller, en Nueva York, aislaron el gen period. Luego, Jeffrey hall y Michael Rosbash descubrieron que PER, que es la proteína que codifica period, se acumula durante la noche y se degrada durante el día. De esta manera, los niveles de PER oscilan durante el ciclo de 24 horas, en sincronía con el ritmo circadiano.
Con estos resultados Hall y Rosbash plantearon la hipótesis de que PER bloqueaba la actividad de period, y argumentaron que, mediante un mecanismo de retroalimentación inhibitorio, PER podría prevenir su propia síntesis y regular sus propios niveles en un ritmo cíclico y continuo.
El modelo trazado hasta ese momento resultaba muy prometedor, pero aún quedaban algunas piezas del puzzle por encajar. Para bloquear la actividad de period, la proteína PER, que se produce en el citoplasma, tendría que llegar al núcleo de la célula. Hall y Rosbash habían demostrado que PER se expresa en el núcleo durante la noche; la cuestión era saber cómo.
Diez años despues de los resultados iniciales, en 1994, Michael Young descubrió un segundo gen reloj, llamado timeless, que codifica la proteína TIM, necesaria para un ritmo circadiano normal. En concreto, mostró que, cuando TIM se une a PER, las dos proteínas son capaces de entrar en el núcleo celular, donde bloquean la actividad del gen period para cerrar el ciclo de la retroalimentación inhibitoria.
Ese mecanismo de retroalimentación explicaría la forma en la que emerge la necesaria oscilación de los niveles de proteínas, pero también plantea más preguntas. ¿Qué controla la frecuencia de las oscilaciones? Young identificó otro gen, doubletime, que codifica la proteína DBT, que retrasa la acumulación de PER. Esto proporcionaría un mejor ajuste al ciclo de 24 horas.
En los años subsiguientes a estos descubrimientos, diversos grupos de investigación han revelado otros componentes del reloj biológico, que explican tanto su estabilidad como su función. Los tres galardonados de este año identificaron proteínas adicionales requeridas para la activación de period, así como para el mecanismo mediante el cual la luz puede sincronizar el reloj.
Jeffrey Hall: Nacido en 1945 en Nueva York, Jeffry Hall se doctoró en 1971 en la Universidad de Washington, en Seattle. Hizo una estancia posdoctoral en el Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, de 1971 a 1973. Inició su andadura en la Universidad Brandeis, en Waltham, en 1974 y en 2002 se asoció a la Universidad de Maine.
Michael Rosbash: Michael Rosbash nació en Kansas City en 1944. Se doctoró en 1970 en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge. Hizo una estancia posdoctoral de tres años en la Universidad de Edimburgo, en Escocia, y desde 1974 ha desarrollado su carrera en la Universidad de Brandeis, en Waltham.
Michael Young: Michael Young nació en 1949 en Miami. Se doctoró en la Universidad de Texas, en Austin, en 1975. Entre 1975 y 1977 hizo una estancia posdoctoral en la Universidad de Stanfor, en Palo Alto. Desde 1978 ha desempeñado su labor investigadora en la Universidad Rockefeller, en Nueva York.
Más información en: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2017. Press release.
