În laboratorul său din Barcelona, Miki Ebisuya a construit un „ceas” alcătuit din gene și proteine, care înmagazinează timpul într-un strat de celule crescute în laborator. Acest ceas biologic este mic, dar ar putea ajuta la explicarea unora dintre cele mai evidente diferențe dintre speciile planetei.
Celulele animale sunt foarte active, dar ritmul acestei activități variază între specii. În toate cazurile observate, celulele șoarecilor se mișcă mai repede decât celulele umane, care se mișcă mai repede decât celulele balenelor. Aceste diferențe determină cât de mare crește un animal, cum sunt aranjate părțile sale și poate chiar cât va trăi. Dar biologii s-au întrebat mult timp ce tip de „cronometru” celular controlează aceste viteze și de ce acestea variază între specii.
Ultimele cercetări încep să ofere răspunsuri despre unul dintre numeroasele „ceasuri” care controlează funcționarea celulelor. Există un „ceas” în embrionii timpurii, care bate un ritm regulat prin activarea și dezactivarea genelor. Acest „ceas de segmentare” creează segmente repetate ale corpului, cum ar fi vertebrele spinale. Acesta este tipul de ceas realizat de Miki Ebisuya în laboratorul său.
„Mă interesează timpul biologic”, spune Ebisuya, biolog în cadrul Laboratorului European de Biologie Moleculară din Barcelona. „Dar durata de viață sau perioada de gestație sunt prea lungi pentru ca eu să le pot studia”. Însă viteza rapidă a ceasului de segmentare îl face un sistem ideal ca model, spune ea.
Biologii studiază ceasul de segmentare încă din anii 1990 și știu că acesta rulează de două ori mai repede în embrionii de șoareci decât în embrionii umani. Viteza cu care se dezvoltă un embrion sau cu care se dezvoltă diferite părți ale acestuia are o influență importantă asupra corpului adult. Ebisuya și alți cercetători caută să înțeleagă modul în care diferențele în ritmul de dezvoltare dau naștere la organisme cu astfel de corpuri și comportamente diferite.
În ultimii trei ani, răspunsurile au început să apară. Acest lucru se datorează în principal faptului că biologii pot acum să dezvolte țesutul care generează ceasul de segmentare in vitro, din celule stem umane, și să-i observe activitatea în detaliu.
Descoperirile anulează deja câteva ipoteze cu privire la modul în care se dezvoltă diferite animale. Până în prezent, nu există niciun semn al unei gene master care să controleze viteza ceasului de segmentare. În schimb, viteza sa pare să fie controlată de diferitele rate la care proteinele sunt descompuse. Oamenii de știință au presupus că viteza a fost în mare parte constantă pentru fiecare proteină de la animale, astfel încât descoperirea ar putea să le impună să revizuiască unele manuale de biologie moleculară.
Aceste diferențe de viteză celulară ar putea chiar ajuta la explicarea trăsăturilor unice ale dezvoltării umane, cum ar fi creierul nostru supradimensionat, copilăria prelungită și viața lungă, în raport cu multe alte specii.
Dacă rezultatele studiilor se confirmă prin cercetările suplimentare, aflate încă în curs, acest „ceas” ar putea ajuta la dezvăluirea existenței unor principii biochimice mai profunde care ne modelează toată viața.