Per studiare il ritmo circadiano gli scienziati hanno utilizzato un minuscolo organismo acquatico chiamato cianobatterio (Synechococcus elongatus). Dato che il suo orologio funziona in modo simile al nostro, può dirci qualcosa sui nostri ritmi quotidiani. Il team ha esaminato l’oscillatore del nucleo del cianobatterio – una nanomacchina alimentata da tre proteine che agisce come regolatore del tempo – studiando i modi in cui il suo output agisce come un segnale per il cronometraggio. Il nucleo “oscilla” in risposta a diverse molecole di segnale che vi si legano durante il giorno, dando luogo all’espressione ritmica di centinaia di geni all’interno del cianobatterio. Il nuovo studio analizza come queste interazioni cambino quando l’orologio del cianobatterio si “resetta” a livello molecolare, cosa che potrebbe essere paragonata al jet lag o alla regolazione dell’ora legale per gli esseri umani. “Abbiamo utilizzato reazioni di orologio in vitro ed eseguito esperimenti in parallelo massivo per studiare il trascinamento, la sincronizzazione dell’orologio con l’ambiente, in presenza di componenti di uscita”, scrivono i ricercatori nell’articolo pubblicato. La ricerca si basa su un orologio in vitro che alcuni membri del team avevano sviluppato in precedenza, in grado di funzionare all’interno di una provetta. Grazie a nuovi progressi nel modo in cui l’orologio viene monitorato e fatto funzionare, il team è stato in grado di ottenere letture in tempo reale, mentre le impostazioni di temporizzazione venivano regolate e rispondevano.
Ciò ha rivelato diverse nuove intuizioni, tra cui il fatto che gli enzimi noti come chinasi, che mediano l’espressione genetica, sono più strettamente legati alla funzione dell’orologio di quanto si pensasse in precedenza. “Per i primi due decenni dopo la sua scoperta, la maggior parte della ricerca si è concentrata sull’oscillatore centrale”, spiega il biochimico Mingxu Fang, dell’Università della California San Diego (UC San Diego). In altre parole, nel recuperare le informazioni dall’orologio, le chinasi interferiscono anche con esso. È stato inoltre dimostrato che sono necessarie due chinasi per rispondere correttamente a un segnale di “reset”, come potrebbe accadere quando ci spostiamo da un fuso orario all’altro. Ora che questo metodo di monitoraggio in tempo reale è stato stabilito, può essere utilizzato per capire meglio come funzionano i nostri ritmi circadiani interni e come il loro cronometraggio ha un effetto sul resto del nostro corpo.
