Îți place să visezi? Două gene cheie pot fi de a mulțumi. Un nou studiu la șoareci constată că aceste „gene de vis” sunt esențiale pentru acea fază de slumber care aduce oamenilor viziuni din lumea bizarro de a face teste de matematică din liceu dezbrăcate, pierderea dinților și creșterea în aer.
Fără gene, numite Chrm 1 și Chrm 3, mamiferele nu ar experimenta mișcarea rapidă a ochilor (REM), somn, în timpul căruia creierul este la fel de activ ca și în timpul trezirii, dar corpul este paralizat. Descoperirea este importantă, au spus cercetătorii, deoarece somnul slab și tulburările psihiatrice sunt legate. Deci, înțelegerea controlului de bază al somnului în creier ar putea rafina tratamente farmaceutice atât pentru probleme de somn, cât și pentru probleme psihiatrice, a declarat liderul studiului, Hiroki Ueda, de la Riken, un institut de cercetare japonez.
"Somnul sonor este esențial pentru calitatea vieții umane, în timp ce o anumită deteriorare a somnului poate duce la diverse consecințe nefaste", a declarat Ueda pentru Live Science într-un e-mail. Însă, „mașinile moleculare rămân în mare parte dezvăluite, împiedicând dezvoltarea tratamentelor pentru bolile legate de somn”.
Cicl ciudat
Într-o anumită noapte, oamenii circulă prin somnul non-REM și REM, care sunt definite prin diferite tipare de activitate a creierului. Nimeni nu știe motivul precis al acestor faze de somn diferite, dar problemele cu somnul REM au fost legate de demență, boala Parkinson și alte tulburări neurologice. Și somnul slab în general este legat de un risc crescut de sinucidere.
De aceea, Ueda și colegii săi sunt interesați să înțeleagă elementele de bază ale funcționării somnului. Oamenii de știință au descoperit deja că trecerea de la somnul non-REM la REM implică un neurotransmițător numit acetilcolină. Dar există 16 tipuri de receptori celulari în creier la care se poate lega acetilcolina și era departe de a fi clar care erau esențiali pentru somnul REM și care erau redundanți.
Pentru a afla, cercetătorii au utilizat tehnologia CRISPR pentru a elimina genele pentru acești receptori ai acetilcolinei, unul câte unul, la șoareci. CRISPR folosește o secvență genetică pentru a ghida o enzimă către secțiunea dorită a ADN-ului, unde enzima apoi șterge secvența, împiedicând exprimarea acelei gene.
Pierderea de somn
Studiul a arătat imediat că o familie de receptori ai acetilcolinei, de tip nicotinic, nu prea aveau legătură cu somnul. Șoarecii lipsiți de acei receptori dormeau mai mult sau mai puțin ca șoarecii care îi aveau.
Cealaltă familie, receptorii muscarinici ai acetilcolinei, s-au dovedit a fi mult mai interesanți. Mai exact, pierderea a doi receptori numiți Chrm1 și Chrm3 a scurtat somnul cu aproape 3 ore pe zi. Pierderea oricăruia dintre cei doi receptori reduce somnul REM și fragmentat în mod specific, reducând în același timp somnul non-REM. Și șoarecii cu niciun receptor practic nu au experimentat somnul REM deloc.
În mod ciudat, acei șoareci fără REM au supraviețuit fără această stare de somn visător, în ciuda ipotezelor că somnul REM este necesar pentru supraviețuire. Aceasta este o cale interesantă pentru cercetări suplimentare, a spus Ueda, dar ar putea fi un efect secundar nedorit al lucrării cu animale de laborator într-un mediu artificial.
„Șoarecii mutanți pot supraviețui într-o afecțiune de laborator cu multă mâncare și fără niciun fel”, a declarat Ueda Live Science. „Într-un mediu sălbatic, aceste gene ar fi importante pentru supraviețuirea organismelor”.
Înțelegerea receptorilor specifici care controlează somnul poate informa noi tratamente pentru tulburări psihiatrice precum depresia și tulburarea de stres posttraumatic, care este adesea marcat de coșmaruri vii, a spus Ueda. Cercetătorii au descoperit diferențe subtile în modul în care funcționează Chrm1 și Chrm 3, a adăugat el, astfel încât echipa este interesată să arunce o privire mai atentă la ce se întâmplă atunci când acești receptori sunt declanșați. Și pentru că cercetarea a fost făcută la șoareci, este nevoie de mai multă muncă pentru a studia modul în care aceste gene funcționează la oameni.
„Această investigație poate ajuta la definirea moleculară a somnului REM și poate dezvălui rolurile fiziologice ale somnului REM în funcțiile sale cognitive superioare înrudite, precum învățarea și memoria”, a spus Ueda.
