Cientistas do Instituto de Bioengenharia da EPFL descobriram que o relógio circadiano e o ciclo celular são, na verdade, sincronizado.

Nada na biologia é estático; tudo é fluido, dinâmico e em constante movimento. Muitas vezes, este movimento ocorre em padrões repetidos - regulares, ciclos mensuráveis ​​que funcionam exatamente como "relógios".

Dois dos mais importantes desses ciclos são o relógio circadiano, que regula o ritmo de sono / vigília, e o ciclo celular, que regula o crescimento, vida e morte de praticamente todas as células do corpo. Considerando coisas como anormalidades do sono, Câncer, envelhecimento e outros problemas relacionados, não é difícil ver por que esses dois ciclos atraíram tanto o interesse dos pesquisadores.

Uma das grandes questões no campo é a sincronização, um fenômeno observado pela primeira vez pelo físico holandês - e relojoeiro - Christian Huygens. Em sincronização, os ritmos (fases) de dois osciladores combinam em sincronia.

Naturalmente, o relógio circadiano assume um ritmo diário, mas acontece que também o ciclo celular em muitos sistemas envolve uma escala de tempo semelhante. Além disso, há algumas evidências que sugerem que os dois relógios podem realmente influenciar um ao outro.

Agora, cientistas do laboratório de Felix Naef descobriram que os relógios circadianos e do ciclo celular estão realmente sincronizados. O estudo inovador foi publicado em Física da Natureza , e também é destaque na seção Notícias e Visualizações da revista.

Para realizar o estudo, os cientistas desenvolveram uma metodologia de "pequenos dados" para construir e identificar um modelo matemático dos relógios acoplados de filmes de lapso de tempo de milhares de células individuais de ratos e humanos.

O modelo permitiu prever e medir mudanças de fase quando os dois relógios foram sincronizados em um padrão 1:1 e 1:2, e, em seguida, observe como o ruído do sistema influencia essa sincronização. Finalmente, os pesquisadores investigaram também como ele pode ser modelado de forma aleatória ("estocasticamente"), o que capturaria melhor o que acontece nas células reais.

A sincronização também foi considerada extremamente robusta contra mudanças de temperatura, que é conhecido por afetar o relógio do ciclo celular, mudando o ritmo das divisões celulares. A equipe descobriu que essa sincronização do ciclo celular circadiano é comum em diferentes espécies, incluindo humanos, sugerindo um mecanismo biológico fundamental por trás disso.

"Essa interação pode desempenhar um papel fisiológico, "diz Felix Naef." Isso pode explicar por que diferentes tecidos do corpo têm seus relógios ajustados em horários ligeiramente diferentes, um pouco como relógios de parede de fuso horário mundial em um aeroporto. "

As implicações do estudo são significativas, e Natureza Notícias e visualizações da 's descreve-o como "um novo capítulo na história de como os mecanismos de acoplamento não linear podem ser de importância fundamental para a nossa compreensão dos sistemas vivos."