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Já era hora: Nobel de Medicina vai para estudiosos do relógio biólogico

Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young revolucionaram a medicina ao encontrar o gene que sincroniza o funcionamento dos seres vivos com o dia e a noite

O Prêmio Nobel de Medicina ou Fisiologia de 2017 foi para os norte-americanos Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young. Eles descobriram qual é o gene responsável por manter o nosso relógio biológico regulado – e qual truque esse pequeno pedaço de DNA usa para alinhar o comportamento de humanos, plantas e animais ao dia e à noite.

Segundo o anúncio oficial, o astrônomo e geofísico francês Jean Jacques d’Ortous de Mairan, ainda no século 18, foi o primeiro a testar a hipótese de que os seres vivos têm um relógio interno. Ele percebeu que as mimosas – essas plantinhas simpáticas – continuam abrindo suas folhas para o Sol mesmo quando passam o dia em um ambiente escuro. Ou seja: de alguma forma, mesmo sem ter a luz de referência, elas sabem que é dia.

Esse fenômeno de sincronização das atividades de organismos vivos com a rotação da Terra ganhou o nome de ritmo circadiano. Ele foi verificado até nas espécies animais e vegetais mais simples ao longo dos últimos séculos, mas por muito tempo a ciência não soube como um relógio tão preciso podia vir instalado, ‘de fábrica’, nas células.  

Na década de 1970, Seymour Benzer, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, e um de seus alunos, Ronald Konopka, descobriram que uma mutação em um gene específico das moscas-das-frutas (Drosophila melanogaster, um animal ‘padrão’ adotado por laboratórios do mundo todo para pesquisas genéticas) era capaz de bagunçar o ritmo circadiano desses insetos. O gene foi chamado de period.

Foi aí que começou a investigação dos recém-laureados. Em 1984, Hall e Rosbash conseguiram isolar o period, e perceberam que ele produzia uma proteína chamada PER. A PER se acumula nas células durante a noite, e então se degrada com o passar do dia. Em outras palavras, sua concentração no organismo varia em ciclos de 24 horas – o que provou que o period não era só um pedaço de DNA capaz de desregular nosso relógio biológico: ele era o próprio relógio biológico.

O par period e PER faz isso da maneira mais curiosa possível: a função da PER é justamente impedir o period de produzir mais PER, em um processo de autorregulação.

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Quando há PER demais na célula, a proteína contém a produção de si própria – e sua concentração cai. Quando a concentração fica baixa demais, não há mais nada para impedir o gene period de funcionar, e ele retoma a produção de PER. Até que a concentração aumenta de novo e ele novamente é impedido de produzi-la. E aí a concentração cai. E aí ele volta a funcionar. E assim vai, até a hora de nossa morte.

A descoberta da PER levantou duas novas perguntas: a primeira era como essa proteína, sintetizada no citoplasma, dava um jeito de entrar no núcleo – a sala de comando da célula – e impedir um gene de produzir mais PER. É tão improvável quanto um usuário do Twitter entrar na Casa Branca sem ser visto pela segurança, pedir para Trump para de usar a rede social e, milagrosamente, ser atendido.

É aqui que entra Young, o terceiro premiado. Em 1994, ele descobriu outra proteína, chamada TIM, cuja função é justamente ‘contrabandear’ a PER para dentro do núcleo aos poucos, na calada da noite, até o period parar de funcionar. De bônus, ele identificou o DBT – uma terceira proteína que regula o ritmo em que a TIM passa a PER para dentro, mantendo o ciclo de 24 horas estável.

Essas sacadas foram revolucionárias. Graças a Hall, Rosbash e Young, hoje está confirmado que o funcionamento do corpo humano tem ‘picos’ e ‘vales’: pela manhã, a produção de testosterona e a capacidade de concentração são mais altas. À tarde, a coordenação motora fica mais afiada. Ao anoitecer, a pressão sanguínea e a temperatura corporal aumentam, e depois do jantar vem a liberação de melatonina, o hormônio do sono.

Em última instância, hoje temos consciência de que há uma ligação sutil entre coisas grandes demais para a nossa imaginação – o movimento da Terra no vácuo – e coisas tão microscópicas quanto as moléculas que fazem a vida ser o que ela é. Um Nobel bem filosófico.