Questi cicli non sono esattamente di 24 ore, vengono definiti ritmi circadiani dal latino «circa-dies«, cioè, attorno a un giorno. Il ritmo può essere pensato come una sorta di cicli e la lunghezza di uno di questi cicli è detta periodo del ritmo. Molti dei fenomeni che avvengono nel nostro organismo sono in sincronia col ritmo circadiano, ad esempio le secrezioni ormonali, la pressione sanguigna o l'escrezione renale.

Il ritmo circadiano è anche soggetto a fattori geofisici quali il campo magnetico o la rotazione della Terra. Ma dove si trova l'orologio che controlla il ritmo circadiano? Nei mammiferi il principale punto di controllo è localizzato in un piccolo gruppo di cellule nervose nel nostro cervello chiamato nucleo soprachiasmatico. Si sa che in generale, i parametri vitali tendono a diminuire durante la giornata, raggiungendo i valori più bassi tra l'una e le tre del mattino.

Il più semplice organismo a possedere un orologio biologico interno sarebbe un'alga di colore blu-verde (Synechococcus) che è stata presa in esame da un gruppo di ricercatori della Vanderbilt, l'Università della Wisconsin-Madison and Harvard Medical School. Essi sono riusciti per la prima volta ad individuare la struttura di una proteina che funge da orologio biologico. Il professor Carl Johnson, che ha diretto questa ricerca, dice che la proteina in questione è stata chiamata KalC, ne sono state trovate altre KaiA, KaiB; si è visto che senza queste proteine l'orologio biologico non è in grado di lavorare.

Dopo averla individuata i ricercatori hanno purificato la proteina e ne hanno studiato la struttura per mezzo della microscopia elettronica. Johnson dice che ha una struttura esagonale e che svolge un ruolo chiave nel modo in cui l'orologio biologico regola l'espressione dell'intero genoma batterico; la struttura di KaiC è simile a quella identificata in altre proteine che si legano al DNA dei batteri.

Johnson e colleghi, per arrivare a questi risultati, hanno usato tecniche di ingegneria genetica con le quali hanno disattivato completamente gli orologi biologici in un gruppo di alghe ed hanno diminuito la frequenza in un secondo gruppo, le alghe modificate sono state mescolate con altre con gli orologi funzionanti normalmente, e sono state poste in un ambiente con un ciclo giorno/notte di 24 ore.

Le alghe normali sono cresciute molto più in fretta di quelle prive di ritmi funzionanti mentre in un ambiente sempre illuminato le alghe modificate sono cresciute a un ritmo leggermente superiore di quelle normali. L'orologio biologico dei batteri può avere somiglianze biochimiche con quelli degli animali e degli esseri umani, ma è chiaro che agisce in modo molto diverso, occorreranno quindi ulteriori studi. Questo studio è stato pubblicato dalla rivista “Current Biology”.

Istituzione scientifica citata nell'articolo:

Vanderbilt University