I processi renali che portano alla produzione di urina seguono un ritmo guidato da meccanismi molecolari chiamati "orologio circadiano". In un recente studio pubblicato sul Journal of Clinical Investigation, i ricercatori dell'Università di Losanna e al SIB hanno cercato di capire, utilizzando topi, come questo orologio circadiano controlli il metabolismo nei reni. Dopo aver analizzato i dati multi-omici, hanno scoperto che una parte dei geni, delle proteine e dei metaboliti presenti nei reni e nel plasma dei topi viene effettivamente espressa in modo diverso durante il giorno. I dati sono stati resi disponibili gratuitamente su un sito web.
La produzione di urina e l'orologio biologico
L'urina viene prodotta nei reni filtrando il sangue in molte piccole strutture all'interno dell'organo chiamate tubuli. Questo processo richiede una quantità significativa di energia fornita dal metabolismo. Poiché è noto che la produzione di urina segue un ritmo circadiano, è probabile che anche il metabolismo renale sia ritmico. Il ritmo circadiano è mediato da un meccanismo molecolare all'interno delle cellule dei tubuli renali in quello che è noto come "orologio circadiano".
Prova della ritmicità del metabolismo renale
È noto che la produzione di urina è un processo ad alta intensità energetica che segue il ritmo dell'orologio circadiano (vedi riquadro). In questo studio, condotto da Dmitri Firsov con Yohan Bignon dell'UNIL, insieme a Leonore Wigger del gruppo Vital-IT del SIB, i ricercatori hanno cercato di scoprire come il metabolismo renale sia guidato dall'orologio circadiano a livello molecolare.
Sono stati raccolti campioni di rene di topi geneticamente modificati in modo da non avere l'orologio circadiano nei tubuli di questo organo, nonché il loro plasma. È stata quindi misurata l'espressione di geni, proteine e metaboliti e confrontata con quella dei topi normali. È stato scoperto che il 20-30% di tutti i geni, proteine e metaboliti sono espressi ritmicamente nel rene. Inoltre, l'orologio circadiano renale influenza il modello ritmico e l'abbondanza di un'alta percentuale delle molecole analizzate in questo studio. Di conseguenza, le vie molecolari chiave che forniscono energia al rene sono fortemente influenzate dall'assenza dell'orologio circadiano renale.
Rendere i risultati dell'analisi dei dati multi-omici disponibili e consultabili pubblicamente
Per analizzare i dati molecolari generati dai campioni renali è stato necessario adottare un approccio multi-omico. I modelli di espressione risultanti sono disponibili per tutti su un sito web dedicato, sviluppato da Lou Götz presso Vital-IT. Leonore Wigger, Senior Computational Biologist al SIB, afferma: «Questo progetto impegnativo ha portato a nuove scoperte sull'orologio circadiano nel rene del topo, che non era mai stato studiato su questa scala prima d'ora. siamo orgogliosi di aver contribuito a questo studio e speriamo che la risorsa che abbiamo creato porti a ulteriori scoperte in futuro. Rendere questi dati ampiamente disponibili per il riutilizzo è in linea con l'impegno di Il SIB di promuovere la condivisione dei dati di ricerca".
Reference(s)
Bignon Y. et al. La multiomica rivela il controllo multilivello del metabolismo renale e sistemico da parte dell'orologio circadiano tubulare renale. The Journal of Clinical Investigation.
