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Los científicos explican cómo funciona un gen que hay detrás del ciclo de sueño humano. Un sólo cambio mínimo en este gen, que sustituye un sólo aminoácido en particular de la proteína que codifica, puede hacer que uno tienda a levantarse antes del amanecer y que se vaya a la cama al comienzo de la noche.
El nuevo estudio ha permitido en concreto comenzar a entender cómo funciona el mecanismo que hay detrás de una variante mutada del gen Per2 (o Period 2) denominada S662G, que es la responsable de ciclos de sueños no habituales.
En 2000 científicos de la universidad de Utah descubrieron una familia cuyos miembros se iban a la cama alrededor de la cinco de la tarde y se levantaban a las dos de la madrugada. Esta condición se denominó síndrome de fase de sueño avanzada (o FASPS en sus siglas inglesas) y está permitiendo desde entonces a los investigadores estudiar el ciclo circadiano y así entender cómo funciona el “reloj interno” del cuerpo humano.
El FASPS es un síndrome heredable poco común que hace que las personas que lo padecen se levanten muy temprano y se vayan pronto a dormir. Muestran además cambios en la temperatura corporal y en otras características que están controladas por el reloj circadiano interno y que sugieren un desplazamiento del mismo en 3 o 4 horas. El gen que lo determina es dominante, pues basta una sola copia del mismo (siempre tenemos dos copias de cada gen una procedente de la madre y otra del padre) para que afecte al individuo portador.
El conocimiento sobre este sistema permitiría encontrara nuevas terapias que ayuden a resolver los problemas derivados del mal funcionamiento de este reloj interno, como el desorden afectivo estacional, el jet lag o el insomnio.
Ahora un nuevo estudio llevado a cabo en la Universidad de California en San Francisco, y en el que han participado miembros de la familia en cuestión ha determinado el mecanismo por el cual el gen Per2 está implicado en el ajuste del reloj interno en respuesta a la luz. Los resultados han sido publicados en la revista Cell.
Entre otras cosas han encontrado que el cambio de un sólo aminoácido, concretamente la sustitución de serina por glicina, en una proteína que costa de cientos de ellos, ocasiona un este patrón de sueño irregular. Los investigadores creen que esta mutación simple en Per2 produce cambios durante la trascripción. Esta sustitución evita que una (y por ahora desconocida) enzima añada una molécula fosfatada sobre la ausente serina, y esto dispara un efecto dominó que resulta en una baja trascripción de ADN a ARNm y que finalmente tiene como consecuencia que el mensaje del gen no sea transmitido apropiadamente y que el nivel de proteína sea bajo.
En estudios previos se pensó que el efecto de Per2 sobre el ritmo circadiano se debía a una estabilidad de la proteína, un defecto que se produciría durante o después de la trascripción. La sorpresa de este estudio es que sus resultados contradicen esta teoría previa, aunque algunos especialistas siguen afirmando que puede que también haya problemas de estabilidad.
Para realizar el estudio los investigadores analizaron el efecto del gen mutante Per2 en ratones. Al añadir este gen los ratones cambiaron su ciclo circadiano haciendo que se durmieran y despertaran dos horas antes de lo normal. Cuando los investigadores eliminaron el gen natural Per2 antes de insertar el mutante el efecto fue de cuatro horas. Por tanto, el gen mutante es además dominante. El efecto era, por consiguiente, igual al producido en humanos.
Los investigadores sugieren un modelo de funcionamiento de reloj interno en el que las células sienten cambios en los niveles de Per2 a lo largo del tiempo, empezando un nuevo ciclo cuando un determinado umbral es superado. Cuando se tiene la versión S662G la alteración en la trascripción producida por la mencionada pérdida de fosforilación, se genera menos proteína, mientras que por el otro lado el sistema de degradación de la misma del reloj interno permanece sin alterar. Los niveles son siempre bajos y como resultado pueden explicar un ciclo o periodo más corto.
Este grupo trabaja ahora en el desarrollo de terapias que modulen el reloj interno humano cuyas irregularidades están asociadas con el insomnio, el trastorno afectivo estacional e incluso el cáncer. El progreso en la comprensión del papel de Per2 podría también ayudar a diseñar métodos que puedan utilizar las enfermeras que tienen que cuidar pacientes en medio de la noche a sincronizar sus relojes internos. Técnicas similares permitirían hacer más llevadero el jet lag.

Referencia: Artículo en Cell.