Los investigadores de la Universidad de Tokio y RIKEN han identificado siete genes responsables de hacer que los ratones permanezcan despiertos o se duerman según un modelo teórico de sueño y en experimentos con 21 ratones genéticamente modificados diferentes, algunos de los cuales mostraron diferentes duraciones del sueño. Los investigadores esperanque su investigación contribuirá a la comprensión y el tratamiento de los trastornos del sueño y las enfermedades neurodegenerativas asociadas.
Todos los animales parecen dormir durante diferentes duraciones. En los humanos, la duración del sueño cambia durante nuestra vida, reduciéndose gradualmente desde el nacimiento hasta la vejez. El cuerpo de los mamíferos parece utilizar el tiempo que duerme para recuperarse de los efectos de la vida diaria, comoeliminar los productos de desecho del cerebro y restaurar el sistema inmunológico, y puede usar el tiempo para procesar experiencias y acumular recuerdos a largo plazo. Sin embargo, las razones fundamentales del sueño y los mecanismos por los cuales se regula la duración del sueño siguen siendo en gran medida desconocidos.
El profesor Hiroki Ueda y su grupo de investigación en la Facultad de Medicina de la Universidad de Tokio y el Centro de Biología Cuantitativa RIKEN desarrollaron un modelo computacional del sueño, en base al cual predijeron que la duración del sueño está regulada por el calcio e identificaron múltiples genes que potencialmente podríanEl grupo de investigación luego probó sus predicciones contra 21 tipos diferentes de ratones genéticamente modificados para revelar que un mecanismo regulado por iones de calcio es realmente responsable de controlar la duración del sueño.
El grupo de investigación aplicó un tipo eficiente del método CRISPR desarrollado en investigaciones anteriores para eliminar genes involucrados en la regulación del calcio para crear 21 ratones genéticamente modificados. De los 21, siete exhibieron cambios significativos en la duración del sueño. Además, el grupo de investigacióntambién demostró que la entrada de iones de calcio en las neuronas es necesaria para que los ratones se duerman y que los ratones deben despertar los iones de calcio de las neuronas para despertarse. Estos resultados estaban en línea con sus predicciones del modelo computacional.
"Estábamos encantados de que nuestros datos experimentales respaldaran tan bien las predicciones de nuestro modelo", dice Fumiya Tatsuki, el primer autor del artículo. Continúa: "Nuestro recientemente desarrollado" programador de sueño rápido ", que monitorea la respiración para medirla duración del sueño sin dañar a los ratones fue una herramienta esencial para evaluar si nuestros ratones genéticamente modificados exhibieron cambios en la duración del sueño ".
"El sueño es una de las funciones fisiológicas más fundamentales. Desde las moscas hasta los humanos, parece que la mayoría de los animales duermen, pero aún sabemos muy poco acerca de los procesos moleculares por los que se regula la duración del sueño. Esta investigación nos ha proporcionado una amplia"Ueda dice que" hay muchos objetivos potenciales para futuras investigaciones y terapias ". Además, muchos trastornos mentales y enfermedades neurodegenerativas también están asociados con los trastornos del sueño, por lo que comprender cómo se regula el sueño puede conducir a una comprensión más profunda de esas enfermedades y futuros tratamientos."
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Materiales proporcionados por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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