A veces, un gusano nematodo solo necesita tomar una siesta. De hecho, su vida puede depender de él. Una nueva investigación ha identificado una proteína que promueve un estado similar al sueño en el nematodo Caenorhabditis elegans . Sin la molécula inductora de repetición, los gusanos tienen más probabilidades de morir cuando se enfrentan a condiciones estresantes, informan los investigadores en la edición del 7 de marzo de 2016 de la revista Genética .
El C. elegans el comportamiento similar al sueño es sorprendentemente similar al sueño de los humanos y otros mamíferos. En este estado, el gusano deja de moverse, se relaja y desenrolla su cuerpo. También muestra una actividad neuronal reducida y responde menos a los estímulos, pero luego lo hará"despierta" si un experimentador lo empuja demasiado. Al igual que los humanos privados de sueño, un gusano que ha sido despertado repetidamente volverá a dormir más rápido y permanecerá dormido más tiempo que un gusano descansado.
Las similitudes no son solo superficiales: muchas de las moléculas que regulan este proceso C. elegans incluido el receptor del factor de crecimiento epidérmico EGFR también influye en el sueño en los mamíferos. Esto sugiere que el estado similar al sueño del gusano está relacionado evolutivamente con nuestro propio sueño. Porque C. elegans es fácil de manipular experimentalmente y tiene un sistema nervioso simple, puede servir como una herramienta para comprender cómo se regulan los ciclos humanos de sueño-vigilia.
Los gusanos no duermen en un horario diurno / nocturno como los mamíferos. En cambio, su comportamiento similar al sueño ocurre en etapas específicas durante el desarrollo; los gusanos entran en este estado cada vez que pasan de una etapa larval a otra. También duermen durantevarias horas después de un evento estresante, incluyendo condiciones de calor o frío extremo o exposición a toxinas. Si no reciben esta siesta después del estrés, es menos probable que los gusanos sobrevivan al evento nocivo.
En la nueva investigación, los autores investigaron si una proteína conocida por regular las actividades rítmicas en C. elegans - como alimentarse, defecar y reproducirse - también regula el sueño. Esta proteína, VAV-1, es activa en una neurona de gusano específica que previamente se ha implicado en promover estados similares al sueño a través de EGFR.
Los investigadores encontraron que VAV-1 era necesario específicamente en la neurona reguladora del sueño para dormir después del estrés, pero no para el tipo de sueño relacionado con las transiciones larvales. También descubrieron que VAV-1 es necesario para mantener cantidades normales de EGFRen la neurona. El estado de sueño podría inducirse directamente modificando genéticamente los gusanos para que produzcan en exceso VAV-1.
Crucialmente, VAV-1 es necesario para los efectos protectores del sueño post-estrés: después de calentarse a 40 ° C 104 ° F, los gusanos que carecían de la función VAV-1 tenían muchas más probabilidades de morir en los días siguientes.
Sigue siendo desconocido si el equivalente humano de VAV-1 juega un papel en la regulación del sueño humano, pero la idea merece más investigación, dice el líder del estudio Kenneth Norman, de Albany Medical College. Las proteínas humanas Vav2 y Vav3 se expresan en eltálamo, una estructura cerebral involucrada en la regulación del sueño y, como el gusano VAV-1, las proteínas de los mamíferos parecen desempeñar un papel en la función del sistema nervioso y la señalización de EGFR.
"Al igual que en los mamíferos, el programa de sueño de nematodos es increíblemente importante para la vida. El misterio sigue siendo lo que sucede durante el sueño que permite que los animales sobrevivan", dice Norman. "Esperamos poder encontrar algunas pistas valiosas al estudiar esto evolutivamente-proceso conservado en un poderoso organismo modelo como C. elegans. "
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Materiales proporcionado por Sociedad de Genética de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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