MADRID, 3 Nov. (EUROPA PRESS) -
Investigadores internacionales dirigidos por la Universidad de Tsukuba, en Japón, han utilizado el método de detección genética para identificar mutaciones que afectan al sueño/vigilia en ratones. Han detectado que la cantidad de sueño de movimientos rápidos de los ojos (REM) y sueño no REM está regulada por las proteínas NALCN y SIK3, respectivamente.
El sueño es un comportamiento animal esencial visto tanto en vertebrados como en invertebrados, con el sueño de los mamíferos compuesto por ciclos bien controlados de sueño de movimientos oculares rápidos (REM) y sueño no REM. Investigaciones recientes han identificado redes neuronales en diferentes partes del cerebro que nos cambian entre la vigilia, el sueño REM y el sueño no REM, pero se desconocía el mecanismo molecular que regulaba estos interruptores.
Los autores de esta investigación examinaron ratones que llevaban mutaciones aleatorias para aislar a aquellos con anomalías de sueño/vigilia. Este proceso de selección a gran escala identificó fenotipos de sueño y genes mutados que revelaron papeles de dos proteínas en la regulación de la necesidad de sueño y el mantenimiento de periodos de sueño REM.
Trabajos previos identificaron genes que controlan el sueño en moscas portadoras de mutaciones aleatorias, pero experimentos equivalentes en ratones son técnicamente más desafiantes debido a que requieren mediciones de la actividad eléctrica cerebral en sueño/vigilia y el hecho de que muchos mecanismos redundantes están implicados en la regulación del sueño, según destacan los autores.
Para su trabajo, utilizaron mutagénesis química con el fin de introducir mutaciones aleatorias en ratones. Las observaciones de los roedores revelaron un grupo mutante, llamado 'Sleepy', con un tiempo de sueño prolongado, que mostró llevar una mutación en el gen Sik3, que codifica una enzima (SIK3) expresada en neuronas del cerebro que controla otras proteínas.
PAPELES GENÉTICOS TAMBIÉN EN INVERTEBRADOS
"Nos dimos cuenta de que el grupo 'Sleepy' mutante mostró una respuesta exagerada a la privación de sueño --dice el primer autor, Hiromasa Funato--. El examen de los cerebros de los ratones privados de sueño reveló cambios en la fosforilación de aminoácidos dentro de la proteína SIK3. Estos cambios fueron perturbados por la mutación Sik3 en ratones 'Sleepy', por lo que tienen una mayor necesidad de sueño".
Se identificó un segundo fenotipo de sueño con un periodo de sueño REM acortado e inestable. "Este linaje mutante, apodado 'Dreamless', lleva una mutación en el gen Nalcn, que codifica un canal de iones que se cree que controla la excitabilidad neuronal -detalla el coautor Chika Miyoshi--. La mutación 'Dreamless' provoca una mayor conductancia de iones a través del canal y una mayor actividad de las neuronas que terminan con REM, lo cual es compatible con la inestabilidad del sueño REM".
También se demostró que genes relacionados con Sik3 en 'Drosophila' y gusanos nematodos estaban implicados en la regulación de la cantidad de comportamientos parecidos al sueño en estos animales, mientras que una mutación en un gen de 'Drosophila' relacionado con Nalcn controlaba un cambio circadiano en la excitabilidad neuronal. Estos papeles conservados en los genes de invertebrados muestran la importancia de controlar el sueño en todos los animales.
"Esperamos que el descubrimiento de estos genes clave sea sólo el comienzo de nuestro largo viaje hacia la caja negra de la regulación del sueño", augura el autor principal Masashi Yanagisawa. "Es increíble que no sepamos casi nada sobre la simple pregunta de qué es la 'somnolencia' físicamente en nuestro cerebro. Empezaremos con estos genes y trataremos de resolver el gran misterio", concluye este investigador del trabajo, que se detalla en un artículo publicado en 'Nature'.
