Genética

¿Duerme poco y no sabe por qué? La genética tiene la respuesta.

La genética de los ritmos circadianos ha sido bien estudiada en los últimos años, pero se sabe mucho menos acerca de otros tipos de genes que juegan un papel en el sueño, específicamente aquellos que regulan la cantidad de sueño que requieren nuestros cuerpos.

Ahora, al estudiar a una familia con varios miembros que requieren significativamente menos horas de sueño que el promedio, un equipo de investigadores ha identificado un nuevo gen que creen que tiene un impacto directo en cuánto duerme alguien.

«Es notable que sepamos muy poco sobre el sueño, dado que la persona promedio pasa un tercio de sus vidas haciéndolo», dice Louis Ptáček, neurólogo de la Universidad de California, San Francisco (UCSF), y uno de los dos del periódico. autores principales. «Esta investigación es una nueva y emocionante frontera que nos permite diseccionar la complejidad de los circuitos en el cerebro y los diferentes tipos de neuronas que contribuyen al sueño y la vigilia».

La familia cuyo ADN condujo a la identificación de este gen es uno de los varios que Ptáček y el genetista de UCSF, Ying-Hui Fu, el otro autor principal del artículo, están estudiando e incluyen varios miembros que funcionan normalmente con solo seis horas de sueño. El gen, ADRB1, se identificó mediante estudios de enlace genético y secuenciación de exoma completo, que revelaron una variante novedosa y muy rara.

El primer paso para descifrar el papel de la variante genética implicaba estudiar su proteína en el tubo de ensayo. «Queríamos determinar si estas mutaciones causaron alguna alteración funcional en comparación con el tipo salvaje», dice Fu. «Descubrimos que este gen codifica para el receptor adrenérgico ß1, y que la versión mutante de la proteína es mucho menos estable, alterando la función del receptor. Esto sugirió que probablemente tendría consecuencias funcionales en el cerebro».

Luego, los investigadores realizaron una serie de experimentos en ratones que portaban una versión mutada del gen. Descubrieron que estos ratones dormían en promedio 55 minutos menos que los ratones normales. (Los humanos con el gen duermen dos horas menos que el promedio). Un análisis posterior mostró que el gen se expresaba a altos niveles en la protuberancia dorsal, una parte del tronco encefálico involucrado en actividades subconscientes como la respiración y el movimiento de los ojos, así como el sueño.

Además, descubrieron que las neuronas ADRB1 normales en esta región eran más activas no solo durante la vigilia, sino también durante el sueño REM (movimiento ocular rápido). Sin embargo, permanecieron callados durante el sueño no REM. Además, descubrieron que las neuronas mutantes eran más activas que las neuronas normales, probablemente contribuyendo al comportamiento de sueño corto.

«Otra forma de confirmar el papel de la proteína fue mediante el uso de optogenética», explica Fu. «Cuando usamos la luz para activar las neuronas ADRB1, los ratones se despertaron inmediatamente del sueño».

Ptáček reconoce algunas limitaciones del uso de ratones para estudiar el sueño. Uno de estos es que los ratones exhiben diferentes patrones de sueño que los humanos, incluyendo, por ejemplo, dormir en un patrón fragmentado, en lugar de en un solo período continuo.

«Pero también es un desafío estudiar el sueño en humanos, porque el sueño es un comportamiento y una función de la biología», dice. «Tomamos café y nos quedamos despiertos hasta tarde y hacemos otras cosas que van en contra de nuestras tendencias biológicas naturales».

Los investigadores planean estudiar la función de la proteína ADRB1 en otras partes del cerebro. También están buscando en otras familias genes adicionales que probablemente sean importantes. «Dormir es complicado», señala Ptáček. «No creemos que haya un gen o una región del cerebro que le indique a nuestros cuerpos que duerman o se despierten. Esta es solo una de las muchas partes».

Fu agrega que el trabajo eventualmente puede tener aplicaciones para desarrollar nuevos tipos de medicamentos para controlar el sueño y la vigilia. «Dormir es una de las cosas más importantes que hacemos», dice ella. «No dormir lo suficiente está relacionado con un aumento en la incidencia de muchas afecciones, como cáncer, trastornos autoinmunes, enfermedades cardiovasculares y Alzheimer».

Mayor información en: Guangsen Shi, Lijuan Xing, David Wu et al «A Rare Mutation of β1-Adrenergic Receptor Affects Sleep/Wake Behaviors» Neuron, Published: August 28, 2019.

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