L’orologio biologico e il metabolismo

Le oscillazioni circadiane dipendono dalle proteine master CLOCK e BMAL per determinare l’espressione genica implicata in certe funzioni biologiche sottoposte a controllo circadiano. Ad oggi, la maggior parte degli studi hanno analizzato le oscillazioni del trascriptoma. Tuttavia, dal momento che le proteine sono veri mediatori della funzione cellulare, 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 tessuto murino. Gli scienziati hanno utilizzato la spettrometria di massa 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 sono diverse da quelle dei loro trascritti. Questo indica chiaramente che i meccanismi post trascrizionali sono alla base della fase delle proteine ritmiche e dei 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 a un’aumentata funzione proteica. I risultati hanno rivelato oscillazioni circadiane nei livelli di fosforilazione delle proteine epatiche.

Inoltre, gli scienziati hanno analizzato quali proteine complesse si legano alle sequenze consensus del DNA orologio, e in particolare al promotore della proteina del periodo circadiano, il gene omologo 2 (per2). Hanno identificato altre proteine oltre alle BMAL e CLOCK he si legano alle sequenze consensus del DNA e hanno descritto per la prima volta il ruolo delle proteine orologio nella modifica della cromatina.

Il lavoro svolto dallo studio CLOCKPROTEOMICS ha sottolineano l’importanza dell’orologio circadiano nel metabolismo dei mammiferi. I ricercatori hanno fornito una solida piattaforma di conoscenze sul meccanismo con cui le proteine CLOCK regolano la trascrizione genica.