Hace quince años, una extraña mosca de la fruta mutante llamó la atención y la curiosidad del Dr. Ravi Allada, un experto en ritmos circadianos de la Universidad Northwestern, lo que llevó al neurocientífico a descubrir recientemente cómo el reloj biológico de un animal lo despierta por la mañana y lo ponedormir por la noche
Resulta que el mecanismo del reloj es muy parecido a un interruptor de luz. En un estudio de las neuronas circadianas del cerebro que rigen la sincronización diaria del ciclo sueño-vigilia, Allada y su equipo de investigación descubrieron que la actividad de los canales de sodio en estas neuronas durante elel día enciende las células y finalmente despierta a un animal, y la alta actividad del canal de potasio en la noche las apaga, permitiendo que el animal duerma. Investigando más, los investigadores se sorprendieron al descubrir el mismo interruptor de sueño-vigilia tanto en moscas como en ratones.
"Esto sugiere que el mecanismo subyacente que controla nuestro ciclo de sueño-vigilia es antiguo", dijo Allada, profesor y presidente de neurobiología en la Facultad de Artes y Ciencias de Weinberg. Es el autor principal del estudio ". Este mecanismo de oscilación parececonservarse a lo largo de varios cientos de millones de años de evolución. Y si está en el ratón, probablemente también en los humanos ".
Una mejor comprensión de este mecanismo podría conducir a nuevos objetivos de drogas para abordar los problemas de sueño-vigilia relacionados con el desfase horario, el trabajo por turnos y otros problemas inducidos por el reloj. Eventualmente, podría ser posible restablecer el reloj interno de una persona para adaptarse a su personasituación.
Los investigadores llaman a esto un mecanismo de "bicicleta": dos pedales que suben y bajan durante un día de 24 horas, transmitiendo información importante del tiempo a las neuronas. Que los investigadores encontraron los dos pedales, una corriente de sodio y corrientes de potasio.- Activo tanto en la mosca de la fruta simple como en el ratón más complejo fue inesperado.
Los hallazgos fueron publicados en la edición del 13 de agosto de la revista Celda .
"Lo sorprendente es encontrar el mismo mecanismo para el control del ciclo sueño-vigilia en un insecto y un mamífero", dijo Matthieu Flourakis, autor principal del estudio. "Los ratones son nocturnos y las moscas son diurnas o activas durante eldía, pero sus ciclos de sueño-vigilia se controlan de la misma manera "
Cuando se unió al equipo de Allada, Flourakis se preguntó si la actividad de las neuronas circadianas de la mosca de la fruta cambiaba con la hora del día. Con la ayuda de Indira M. Raman, la profesora Bill y Gayle Cook en el departamento de neurobiología, descubrió queritmos muy fuertes: las neuronas dispararon mucho por la mañana y muy poco por la noche.
Los investigadores luego quisieron saber por qué. Fue entonces cuando descubrieron que cuando la corriente de sodio es alta, las neuronas se disparan más, despertando al animal, y cuando la corriente de potasio es alta, las neuronas se calman y hacen que el animal duerma. El equilibrioentre las corrientes de sodio y potasio controla los ritmos circadianos del animal.
Flourakis, Allada y sus colegas se preguntaron si tal proceso estaba presente en un animal más cercano a los humanos. Estudiaron una pequeña región del cerebro del ratón que controla los ritmos circadianos del animal, el núcleo supraquiasmático, formado por 20,000 neuronas- Y encontré el mismo mecanismo allí.
"Nuestro punto de partida para esta investigación fueron las moscas mutantes a las que les faltaba un canal de sodio que caminaban de forma vacilante y tenían ritmos circadianos pobres", dijo Allada. "Nos llevó mucho tiempo, pero pudimos extraer todo: genómica,genética, estudios de comportamiento y mediciones eléctricas de la actividad neuronal: juntos en este artículo, en un estudio de dos especies.
"Ahora, por supuesto, tenemos más preguntas sobre qué regula esta vía del sueño-vigilia, por lo que hay más trabajo por hacer", dijo.
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Materiales proporcionados por Universidad del Noroeste . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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