Cientistas da Universidade da Califórnia, Merced, avançaram significativamente na compreensão do ritmo circadiano humano ao desenvolver células sintéticas que simulam um relógio biológico. Este estudo, publicado na revista Nature Communications, utilizou vesículas artificiais para investigar a regulação dos ciclos de sono e vigília, sincronizados com a rotação de 24 horas da Terra.

A pesquisa começou devido ao interesse em entender como o ritmo circadiano pode afetar a saúde. Esta descoberta pode transformar nosso entendimento sobre relógios biológicos e saúde humana.

Os pesquisadores construíram estruturas celulares autônomas variando entre 2 e 10 micrômetros, carregadas com proteínas de cianobactérias, como KaiA, KaiB e KaiC. Estas proteínas são essenciais para manter o ritmo circadiano, imitando processos biológicos naturais.

Quando a concentração dessas proteínas foi reduzida ou foram usados contêineres menores, o ritmo de luz pulsante das células parou, destacando a importância das concentrações adequadas de proteínas para o funcionamento eficiente do sistema.

Conexões entre o ritmo circadiano e a saúde

A capacidade de manipular o ritmo circadiano por meio de células sintéticas apresenta potenciais implicações para a saúde. Distúrbios nesse ritmo estão associados a uma série de problemas de saúde, como distúrbios do sono, câncer e obesidade.

Compreender essa relação pode abrir caminho para tratamentos inovadores que melhorem a saúde humana. Os cientistas também revelaram por meio de um modelo computacional que altos níveis de proteínas nas vesículas são fundamentais para manter a precisão dos ritmos circadianos em larga escala.

Enquanto os genes que ligam e desligam não são cruciais para cada relógio individual, esses mecanismos são importantes para a sincronização global dentro de uma população celular.