L’orologio biologico e il metabolismo
L’orologio circadiano si basa sui fattori trascrizionali master CLOCK e BMAL1 per determinare l’espressione del gene ritmico per controllare in definitiva il metabolismo e la fisiologia giornalieri. Ad oggi, la maggior parte degli studi hanno analizzato le oscillazioni del trascriptoma. Tuttavia, dal momento che le proteine sono veri mediatori delle funzioni cellulari, gli scienziati devono rivalutare il loro approccio ed estendere il loro lavoro a livello proteomico. Il progetto CLOCKPROTEOMICS (“Circadian clock function by quantitative proteomics and phosphoproteomics”) ha studiato il ruolo delle proteine nella funzione dell’orologio circadiano nel tessuti murini. Gli scienziati hanno utilizzato la spettrometria di massa (MS) d’avanguardia in combinazione con la proteomica quantitativa per esaminare i ritmi circadiani nell’espressione proteica dei mammiferi. I ricercatori hanno scoperto che circa il 6 % delle proteine epatiche segue cicli giornalieri e le loro oscillazioni erano diverse da quelle dei loro trascritti. Ciò ha indicato che i meccanismi post trascrizionali determinano la fase delle proteine ritmiche e quindi i processi metabolici. Le oscillazioni circadiane delle proteine epatiche sembrano strumentali non solo per il metabolismo, ma anche per altri processi cellulari. Il passo successivo del progetto era quello di descrivere le oscillazioni circadiane nelle proteine fosforilate, una modifica associata alla funzione proteica. I risultati hanno dimostrato che un’ampio numero di proteine nel fegato dei topi rivelavano ritmi nei loro livelli di fosforilazione. Inoltre, gli scienziati hanno applicato la MS all’analisi di proteine complesse che si legano alle sequenze consensus del DNA orologio, e in particolare al promotore della proteina del periodo circadiano, il gene omologo 2 (per2). Hanno individuato interattori BMAL e CLOCK precedentemente sconosciuti che si legano alle sequenze di DNA consensus e sembravano avere un ruolo nella modifica della cromatina. Il lavoro dello studio CLOCKPROTEOMICS ha sottolineano l’importanza dell’orologio circadiano - attraverso l’abbondanza di proteine - nella regolazione del metabolismo dei mammiferi. I ricercatori hanno fornito solide prove del meccanismo attraverso il quale i complessi CLOCK/BMAL1 regolano la trascrizione genica.
Parole chiave
Orologio biologico, metabolismo, oscillazioni circadiane, BMAL, CLOCK
