Novo estudo sobre o relógio circadiano da mosca da fruta – ScienceDaily

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Quanto mais altas as temperaturas, mais rápidos são os processos fisiológicos. Mas há uma exceção: o chamado relógio circadiano, que regula o ciclo sono-vigília nos organismos. Uma questão fascinante para os cientistas é por que o relógio interno funciona de maneira quase imutável, apesar das flutuações de temperatura. Este é um fenômeno conhecido como compensação de temperatura. Estudos indicam que diferentes mecanismos moleculares contribuem para isso. Uma equipe de biólogos chefiada pelo Prof. Ralf Stanewsky, da Universidade de Münster (Alemanha), e em colaboração com equipes da Dalhousie University, no Canadá, e da University of Mainz, na Alemanha, encontraram agora uma peça importante no quebra-cabeça que fornece uma resposta para essa questão. Os resultados de seu trabalho foram publicados na revista “biologia atual”.

A equipe descobriu uma mutação pontual na mosca da fruta Drosophila melanogaster o que leva a um alongamento dependente da temperatura dos períodos do relógio circadiano. Ele está localizado em um “gene do relógio” central conhecido como “período”(por). Moscas que têm isso perI530A A mutação exibe um ritmo normal de sono-vigília de 24 horas a 18 graus Celsius. Em contraste, a 29 graus Celsius, o relógio interno funciona cerca de cinco horas mais lento, ou seja, dura 29 horas. Esse prolongamento da menstruação também afeta a expressão, ou seja, a atividade do gene da menstruação nos neurônios-relógio do cérebro.

Normalmente, a proteína em questão (PERÍODO) é gradualmente alterada quimicamente no decorrer de 24 horas – especificamente, é fosforilada. Após a fosforilação máxima, é degradado. Também aqui esse processo costuma ser o mesmo em temperaturas entre 18 e 29 graus Celsius, nas quais as moscas-das-frutas estão ativas. Como os pesquisadores mostraram, a fosforilação ocorre de forma normal no perI530A mutante a 18 graus Celsius, mas diminui à medida que a temperatura aumenta. Isso leva a uma estabilização da proteína “PERÍODO” em temperaturas mais quentes.

A mutação estudada pela equipe afeta o chamado sinal de exportação nuclear (NES), que também ocorre dessa forma nos genes period dos mamíferos e desempenha um papel no transporte das proteínas PERIOD para fora do núcleo celular. Nenhuma função biológica dessa exportação do núcleo celular era conhecida anteriormente. O estudo atual mostra que a mutação leva a uma retenção prolongada da proteína PERIOD no núcleo celular dos neurônios do relógio central – e, novamente, apenas em temperaturas mais altas. “Assumimos, portanto”, diz Ralf Stanewsky, “que a exportação da proteína do núcleo da célula desempenha um papel importante na compensação de temperatura – pelo menos no que diz respeito à mosca da fruta”.

Método usado

Em suas investigações, os cientistas usaram mutantes da mosca-das-frutas com uma modificação no período gene (perI530A) que eles produziram usando métodos modernos de genética molecular (mutagênese CRISPR/Cas9 e recombinação homóloga). Esses animais foram então testados para ver se seu ciclo sono-vigília – e, como resultado, sua atividade de corrida – diferia, dependendo da temperatura ambiente. Usando uma variedade de métodos, os pesquisadores visualizaram os genes do relógio e sua atividade nos neurônios cerebrais. Uma das coisas que eles usaram foi um novo método chamado Bioluminescência localmente ativável (LABL), que a equipe de Münster desenvolveu em colaboração com pesquisadores no Canadá. Esse método de bioluminescência permite medir, em moscas vivas, a expressão de genes rítmicos em neurônios-relógio – que constituem apenas uma fração de todos os neurônios cerebrais.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Universidade de Münster. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.



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