Con o sin sueño: La actividad de las neuronas del sueño aumenta la expresión de genes protectores y salvaguarda la supervivencia
Perder una noche de sueño es un tremendo desafío para el cuerpo
Utilizando el gusano C. elegans, los científicos de Dresde demuestran que la actividad de la neurona del sueño controla la expresión de genes protectores durante el sueño. Un sueño perturbador conduce a la sobreactivación de la neurona del sueño, promoviendo aún más la expresión genética protectora.
La activación de la neurona del sueño provoca una respuesta de expresión génica de estrés en todo el cuerpo del gusano, visualizada aquí en rojo por la tinción para HSP-12.6, una proteína de choque térmico necesaria para la supervivencia.
© Anastasios Koutsoumparis
El sueño refresca el cerebro y el cuerpo induciendo cambios protectores en la expresión génica. La alteración del sueño desencadena una respuesta de estrés que también activa los genes protectores. No estaba claro cómo el sueño o la privación del mismo pueden provocar estos cambios en la expresión génica. Los científicos dirigidos por el profesor Henrik Bringmann, del Centro de Biotecnología (BIOTEC) de la Universidad Técnica de Dresde, utilizaron el gusano C. elegans para demostrar que la expresión genética protectora durante el sueño está controlada por la actividad de la neurona del sueño y que, durante la privación del sueño, la sobreactivación de la neurona del sueño potencia este proceso de protección. Sus resultados suponen un posible cambio de paradigma en la comprensión de las consecuencias de la pérdida de sueño en la expresión génica. El estudio se publicó en la revista Current Biology el 2 de mayo.
El sueño es un proceso esencial que influye en todos los tejidos y sistemas de nuestro cuerpo. A nivel molecular, el sueño induce la expresión de genes que ayudan a mantener el cerebro y el cuerpo. Perder una noche de sueño es un tremendo desafío para el cuerpo. Activa los genes que llevan a cabo la respuesta al estrés y protegen al cuerpo de las consecuencias de la falta de sueño. Parte de esta respuesta al estrés es la activación de genes protectores de la llamada vía FOXO. Esta vía está implicada en una multitud de procesos celulares que, en general, contribuyen a la recuperación, la supervivencia y la longevidad. No se sabía cómo el sueño y la falta de sueño desencadenan estos cambios en la expresión génica. Para abordar esta antigua cuestión, los científicos del Centro de Biotecnología (BIOTEC) de la Universidad Técnica de Dresde, dirigidos por el profesor Henrik Bringmann, estudiaron el sueño en gusanos C. elegans.
"Para desencadenar el sueño, nuestro cuerpo tiene que desactivar la vigilia. Hay un conjunto especial de neuronas del sueño para esta tarea. Estas neuronas del sueño envían señales que apagan otras neuronas responsables de la excitación, y de este modo promueven el sueño. Los humanos tienen miles de estas neuronas del sueño situadas en varios centros del cerebro", dice el profesor Henrik Bringmann. "Lo que hace que C. elegans sea un modelo mínimo maravilloso para estudiar el sueño es que sólo tiene una neurona clave que induce el sueño".
Todo gira en torno a la neurona del sueño
El equipo de Bringmann quería comprobar cómo esta neurona del sueño afecta a los cambios en la expresión génica durante el sueño. "Las neuronas del sueño están activas durante el sueño, y se activan aún más durante la privación del mismo. Esto puede resultar contraintuitivo al principio, pero se debe a que nuestro cuerpo actúa como un homeostato. Si algo lo desequilibra, nuestro cuerpo trata de compensar para restablecer el equilibrio. En este caso, la perturbación del sueño hace que el cuerpo active cada vez más las neuronas del sueño, en un intento de forzarlo", explica el profesor Bringmann.
El equipo ha modificado genéticamente dos versiones de los gusanos C. elegans. Un tipo tenía su neurona del sueño permanentemente inactiva y el otro permanentemente activa. "Ambas situaciones extremas provocaban la pérdida del sueño. Esto supuso una ventaja experimental para nosotros, ya que pudimos comprobar si la neurona del sueño controla la expresión génica independientemente del sueño", afirma el profesor Bringmann.
Como resultado, los científicos observaron que la expresión de la respuesta al estrés y de los genes protectores disminuía cuando la neurona del sueño estaba desactivada. En cambio, la expresión de estos genes aumentaba cuando la neurona del sueño estaba permanentemente activa. "Estos resultados muestran que la expresión de genes protectores es una función de la actividad de la neurona del sueño", explica el profesor Bringmann.
Los resultados proporcionan una nueva interpretación de las consecuencias de la alteración del sueño en C. elegans. "Nuestros experimentos sugieren que la respuesta de expresión génica protectora que se observa cuando se perturba el sueño no está causada por la pérdida real de sueño, sino por la sobreactivación de la neurona del sueño", dice el profesor Bringmann.
Lecciones del gusano
Los resultados proporcionan un vínculo inesperado entre la actividad de la neurona del sueño y la expresión genética. Aunque los resultados proceden del gusano C. elegans, suponen un posible cambio de paradigma para comprender las consecuencias de la privación del sueño y el insomnio también en otros animales.
"Se sabe que el sueño perturbador provoca la sobreactivación de las neuronas activas del sueño en muchos animales", añade el profesor Bringmann. "Podría ser que la actividad de las neuronas del sueño controle la respuesta al estrés y la expresión génica protectora relacionada con la longevidad también en otros animales y quizás incluso en los humanos". Estas cuestiones son un tema interesante para futuros estudios".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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