Descubriendo genes que dirigen los ritmos a la hora de comer

resumen: Los investigadores utilizaron moscas de la fruta para descubrir el secreto de los patrones de alimentación diarios de los animales. Descubrieron que el gen quasimodo (qsm) alinea la alimentación con la luz y la oscuridad, mientras que genes como el reloj (clk) y el ciclo (cyc) regulan los ciclos de alimentación y ayuno. Curiosamente, son las neuronas, no el tejido metabólico, las que garantizan que estos ciclos sean consistentes con los ritmos circadianos.

Estos hallazgos allanaron el camino para obtener conocimientos más profundos sobre el comportamiento animal y posibles tratamientos para los trastornos alimentarios.

Hechos clave:

1. El gen quasimodo (qsm) de la mosca de la fruta ayuda a alinear la alimentación con los ciclos de luz y oscuridad.
2. En constante oscuridad, el reloj genético (clk) y el ciclo (cyc) determinan los ritmos de alimentación y ayuno.
3. Los genes del reloj molecular en las neuronas, no en los tejidos metabólicos, sincronizan estos ritmos con los ciclos circadianos.

fuente: Universidad Metropolitana de Tokio

Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio utilizaron moscas de la fruta para estudiar cómo regulan los patrones de alimentación diarios.

Descubrieron que el gen quasimodo (qsm) ayudaba a sincronizar la alimentación con los ciclos de luz/oscuridad, pero no en oscuridad constante: en cambio, los genes reloj (clk) y ciclo (cyc) mantiene los ciclos de alimentación/ayuno, mientras que otros «relojes» en las neuronas ayudan a sincronizarlos con los días. Descifrar el mecanismo molecular detrás de los ciclos alimentarios nos ayuda a comprender el comportamiento animal, incluido el nuestro.

Muchos miembros del reino animal comen aproximadamente a la misma hora todos los días. Esto surge de la necesidad de adaptarse a aspectos del medio ambiente, incluida la cantidad de luz presente, la temperatura, la disponibilidad de alimentos y la posibilidad de que haya depredadores, todos los cuales son vitales para la supervivencia. También es importante para una digestión y un metabolismo eficientes y, por tanto, para nuestro bienestar general.

Pero ¿cómo sabe una gama tan amplia de organismos cuándo comer? Un factor importante es el ritmo circadiano, un ciclo fisiológico casi diario compartido por organismos tan diversos como animales, plantas, bacterias y algas. Sirve como un «reloj maestro» que regula el comportamiento rítmico.

Pero los animales están llenos de otros mecanismos de sincronización, conocidos como “relojes periféricos”, cada uno con sus propias vías bioquímicas diferentes. Puede restablecerse por factores externos, como la nutrición. Pero aún no está clara la forma exacta en que estos relojes gobiernan el comportamiento alimentario de los animales.

Ahora, un equipo dirigido por el profesor asociado Kanae Ando de la Universidad Metropolitana de Tokio ha abordado este problema utilizando moscas de la fruta, un organismo modelo que refleja muchos rasgos de animales más complejos, incluidos los humanos. Utilizaron un método conocido como prueba CAFE, en el que las moscas se alimentan a través de pequeños capilares para medir cuánto comen las moscas individuales en diferentes momentos.

En primer lugar, observaron cómo las moscas sincronizan sus hábitos alimentarios con la luz. Al estudiar las moscas que se alimentan en un ciclo de luz/oscuridad, trabajos anteriores ya habían demostrado que las moscas se alimentaban más durante el día incluso cuando se introducían mutaciones en los genes centrales del reloj circadiano period (per) y timeless (tim). En cambio, el equipo examinó el quasimodo (qsm), un gen que codifica una proteína sensible a la luz que controla la activación de las neuronas del reloj.

Al desactivar el sistema Qsm, descubrieron que el patrón de alimentación diurna de las moscas se veía significativamente afectado. Por primera vez, sabemos que la QSM afecta la sincronización de la alimentación con un ritmo mediado por la luz.

Este no fue el caso de las moscas que se alimentan en constante oscuridad. Las moscas con mutaciones en genes circadianos esenciales sufrieron una grave alteración de sus patrones de alimentación circadianos.

De los cuatro genes implicados, period (per), timeless (tim), Cycle (cyc) y clock (clk), la pérdida de cyc y clk fue mucho más grave. De hecho, se descubrió que clk/cyc era esencial para establecer patrones de alimentación bimodales, es decir, períodos de alimentación y ayuno, especialmente aquellos en los tejidos metabólicos.

Pero ¿cómo coinciden estos ciclos con los días? En lugar de los tejidos metabólicos, el papel dominante lo desempeñaron los genes del reloj molecular de las neuronas.

Los hallazgos del equipo nos dan una primera idea de cómo los diferentes relojes en diferentes partes del organismo regulan los ciclos de alimentación/ayuno, así como cómo se corresponden con los ritmos diurnos.

Comprender los mecanismos detrás de los hábitos alimentarios promete nuevos conocimientos sobre el comportamiento animal, así como nuevos tratamientos para los trastornos alimentarios.

Financiación: Este trabajo fue apoyado por el Instituto de Neurociencia Farber, la Universidad Thomas Jefferson y los Institutos Nacionales de Salud. [R01AG032279-A1]y una subvención de la Fundación Takeda y el Fondo de Investigación Estratégica de TMU.

Acerca de las noticias sobre investigación genética.

autor: Ir Totsukawa
fuente: Universidad Metropolitana de Tokio
comunicación: Ir a Totsukawa – Universidad Metropolitana de Tokio
imagen: Imagen acreditada a Neuroscience News.

Búsqueda original: Acceso abierto.
«Anatomía de un patrón de alimentación circadiano: el reloj/ciclo periférico genera bucles de alimentación/ayuno y los relojes neuromoleculares los sincronizan“Por Kanae Ando et al. iCiencia

un resumen

Anatomía de un patrón de alimentación circadiano: el reloj/ciclo periférico genera bucles de alimentación/ayuno y los relojes neuromoleculares los sincronizan

El ritmo de alimentación de 24 horas, o los episodios sincronizados de alimentación/ayuno durante el día, son fundamentales para la supervivencia. Los relojes internos y la entrada de luz regulan los comportamientos circadianos, pero no se comprende completamente cómo se generan los ritmos alimentarios. Aquí nuestro objetivo es analizar las vías moleculares que generan patrones de alimentación diarios.

Al medir la cantidad casi diaria de alimento consumido por moscas individuales, demostramos que la generación de ritmos de alimentación en condiciones de luz:oscuridad requiere com.cuasimodo (qsm) pero no relojes moleculares.

En condiciones de oscuridad constante, los patrones circadianos de alimentación constan de dos componentes: el reloj (CLK) en los tejidos digestivos/metabólicos que generan circuitos de alimentación/ayuno, y el reloj molecular en las neuronas que lo sincronizan con la luz del día subjetiva.

Aunque CLK es parte del reloj molecular, la generación de circuitos de alimentación/ayuno por CLK en los tejidos metabólicos fue independiente del mecanismo del reloj molecular.

Nuestros resultados revelaron nuevas funciones para qsm y CLK en los ritmos alimentarios mosca de la fruta.