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Os genes do relógio mudam com a idade

26.02.2017

Muito em um organismo vivo depende dos ritmos circadianos: não é apenas a alternância de sono e vigília, mas também as características da formação da memória, a reestruturação dos circuitos neurais, imunidade, metabolismo etc. , tudo é controlado por um grande número de genes , e as mudanças rítmicas se devem ao fato de que em diferentes momentos do dia muitos deles funcionam de maneira diferente, sua atividade aumenta ou diminui.

Se, no entanto, aparecerem algumas disfunções nos ritmos, se os genes, por exemplo, começarem a se ativar no momento errado ou sua atividade rítmica desaparecer completamente, o corpo começará a ter sérios problemas. Por exemplo, sabe-se que, devido ao "relógio" estragado, os processos neurodegenerativos se desenvolvem, o estresse intracelular aumenta e os problemas com o metabolismo começam. A propósito, o mesmo acontece com a idade, por isso acreditava-se geralmente que as doenças relacionadas à idade surgiam, entre outras coisas, devido a falhas na regulação dos ritmos circadianos.

O relógio biológico muda ao longo da vida, mas aqui o ponto principal, aparentemente, não é só e não tanto na atenuação geral, "endireitamento" dos ritmos. Pesquisadores da Universidade de Oregon decidiram comparar como o relógio das moscas da fruta muda com a idade.

Sabe-se que a atividade de um gene pode ser determinada pela quantidade de RNA mensageiro (mRNA) que é sintetizado nesse gene. O RNA mensageiro serve, grosso modo, como intermediário entre o DNA e as máquinas moleculares que montam as proteínas. Em geral, se negligenciarmos alguns detalhes, podemos dizer que quanto mais mRNA é sintetizado, mais proteína é obtida e mais forte a célula sente o trabalho do gene. A síntese de RNA, por sua vez, está sujeita a vários reguladores, dentre os quais está o mecanismo dos ritmos circadianos. E se analisarmos como o nível de RNA mensageiro de um determinado gene muda durante o dia, descobriremos se o gene depende ou não dos ritmos diários.

Os cientistas compararam o RNA sintetizado a partir de diferentes genes em moscas da fruta quando elas tinham cinco dias e 45 dias de idade. (Um dia de vida de uma Drosophila equivale a um ano de vida humana, então você pode imaginar qual era a diferença de idade entre essas moscas experimentais.) E aquelas outras tinham genes que obedeciam a uma programação diária, mas com a idade, muitos genes as mudanças diárias na atividade desapareceram e apenas XNUMX% permaneceram "ritmicamente ativos" em moscas mais velhas. Parece que há um desligamento relacionado à idade do relógio biológico. No entanto, como os autores escrevem na Nature Communications, em moscas mais velhas, outros genes de repente se tornaram rítmicos, que não haviam respondido anteriormente às instruções do relógio interno.

Muitos dos genes "tardio-rítmicos" eram anti-stress. Eles trabalharam não apenas em moscas de frutas velhas, mas também em jovens - para isso, os insetos tiveram que organizar o estresse oxidativo, colocando-os em um ambiente com alto teor de oxigênio. Curiosamente, os genes antiestresse, quando ativados em moscas jovens, passaram a funcionar em ritmo circadiano - ou seja, da mesma forma que funcionavam em moscas velhas. E se na Drosophila o gene do relógio, que é considerado o principal “relojoeiro” e do qual depende a atividade rítmica de outros genes, foi desligado, nos insetos jovens, os genes anti-estresse pararam de funcionar de acordo com o ciclo diário.

Várias conclusões importantes decorrem dos resultados obtidos. Em primeiro lugar, como já dissemos, não se pode argumentar que o relógio biológico simplesmente quebra com a idade - o fato de alguns genes eventualmente deixarem de ser "ativos" no ritmo diário significa que outros ocupam seu lugar no relógio biológico. Em segundo lugar, como se viu, alguns genes anti-stress funcionam de forma rítmica, independentemente da idade de seu dono. Na juventude, o corpo é capaz de lidar com o mesmo estresse oxidativo sem esforço adicional, e é necessário ativar os genes correspondentes apenas em casos extremos, mas se isso acontecer, eles funcionarão novamente "no relógio".

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Depois de estudar um átomo de cobre isolado, descobriu-se que a orientação magnética do núcleo está relacionada à orientação magnética de um elétron localizado fora do núcleo. Essa conexão permite ler ou escrever dados alterando a orientação do campo magnético do núcleo do átomo de cobre usando uma tensão aplicada à sonda STM. O cobre foi escolhido para a nova memória devido à sua melhor condutividade de corrente do que o ferro.

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