Descubren pieza clave del reloj biológico

¿Por qué una mosca vuela más de día que de noche, o cierta planta florece en primavera mientras otra lo hace en verano? La respuesta es la misma: por el reloj biológico.

Este mecanismo, que opera en todos los seres vivos, es el responsable de regular las acciones de los organismos, en ciclos de días, estaciones o temporadas.

Y un grupo de científicos argentinos descubrió una pieza clave en este proceso de “medición del tiempo”: hay una misma proteína que modula los relojes tanto en plantas como en animales, más allá de las diferencias que tiene cada especie.

Se llama PRMT5. En el informe, que publica la revista especializada Nature de Gran Bretaña, los investigadores detallan la función de esta proteína tras estudiar las conductas de la Arabidopsis thaliana, una planta que tiene “días” de más de 24 horas, y de la Drosophila melanogaster, vulgarmente conocida como mosca de la fruta.

Según descubrieron, la PRMT5 controla los genes que, a su vez, regulan el reloj vital. Cualquier alteración genética a este nivel determina, según el experimento, un cambio de comportamiento en los seres vivos relacionado con su percepción del tiempo.

Reloj interno

Pero, ¿que son estos relojes internos de los cuales se ha hallado la clave?

Se trata de un “conjunto de genes cuya actividad ordena temporalmente las respuestas fisiológicas de la mayoría de los seres vivos”, explicó uno de los autores del estudio, Marcelo Yanovsky, director del Laboratorio de Genómica Vegetal del Instituto Leloir de Argentina.

“Uno ha visto en algún momento que las plantas abren y cierran flores y hojas en determinado momento del día. Esos movimientos, si bien dependen de la luz, la planta los realiza porque tiene capacidad de determinar ciclos. Para comprobarlo, basta con dejar una planta completamente en la oscuridad, allí seguirá teniendo ese comportamiento”, dijo a BBC Mundo Ezequiel Petrillo, del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias, otro de los jóvenes científicos responsables del artículo y el descubrimiento.

En los humanos, el reloj es responsable de ordenar las etapas de actividad y descanso, así como el ritmo cardíaco o el nivel de oxígeno consumido.

“Todos los organismos tienen un reloj biológico. No se sabe si éste tiene un origen común, es decir que primero se originó el reloj y luego se separaron los distintos organismos, o si es un caso de convergencia, en el que todos los seres vivos, en algún momento, desarrollaron diferentes relojes con las herramientas que tenían”, continuó Petrillo.

Ahora bien, los relojes de los organismos no son iguales. Allí reside, precisamente, la originalidad del trabajo del equipo argentino: hasta ahora, se han descubierto muy pocos “engranajes” de esta máquina vital que sean iguales en animales y plantas.

Para poner a prueba sus hipótesis, los expertos tomaron una planta que, según observaciones previas, vive en ciclos diarios de 72 horas, el triple de lo normal, como si tuviera “un reloj que atrasa”.

Luego, sometieron a las moscas a una variación de sus ciclos mediante luces infrarrojas y lograron que desarrollaran la misma actividad de día que de noche, cuando normalmente este insecto descansa en las horas de oscuridad. En ambos casos, notaron una mutación de una misma proteína, la PRMT5, involucrada en alterar el reloj biológico en las dos especies.

“El estudio determinó así que hay al menos un mecanismo, o un proceso de este reloj, que comparten plantas y moscas”, concluyó Petrillo.

El hallazgo podría tener aplicaciones concretas, sobre todo en la producción agrícola.

Por ejemplo, en aquellas especies vegetales en las que sea conveniente generar ejemplares con mayor cantidad de hojas, como el tabaco. Como el número de hojas depende del tiempo de floración, que a su vez está controlado por el reloj biológico de la planta, si se induce una modificación genética del reloj se pueden lograr más hojas y, en consecuencia, mayor productividad.

“Sirve si se quiere que una planta florezca más, para usarla por ejemplo para ornamentación, o si se quiere que una planta florezca menos para hacer biocombustible, entre otras cosas”, detalló el científico a BBC Mundo.

El resultado podría, además, tener aplicaciones en medicina. Serviría, por caso, para determinar el mejor momento para administrar una droga y así poder disminuir las dosis y minimizar los efectos colaterales, o bien para desarrollar terapias para distintos trastornos del sueño.