Ratones, Biotecnología y Bioingeniería, trastornos del sueño, insomnio, trastorno del sueño Investigación, Investigación insomnio

Default @ February 12, 2013

La proteína crucial para el desarrollo de los ritmos biológicos en ratones identificadas por los investigadores

Advertisement

Investigadores de Johns Hopkins informan que han identificado una proteína esencial para la formación de la región del cerebro diminuto en ratones que coordina los ciclos de sueño-vigilia y otros de los llamados ritmos circadianos.

La proteína crucial para el desarrollo de los ritmos biológicos en ratones identificadas por los investigadores

Una ilustración de los patrones de actividad de los ratones normales.

Crédito: Cell Reports, Bedont et al.

Al desactivar el gen para esa proteína clave en animales de laboratorio, los científicos fueron capaces de casa en el mecanismo por el cual esa región del cerebro, conocida como núcleo supraquiasmático o SCN, se convierte en reloj maestro del cuerpo, mientras que el embrión se desarrolla.

Los resultados de sus experimentos, publicados en la edición del 24 de abril de Cell Reports, son un paso importante hacia la comprensión de cómo manejar mejor los efectos perturbadores que experimentan los trabajadores por turnos, así como el tratamiento de las personas con trastornos del sueño, dicen los investigadores.

"Shift trabajadores tienden a tener tasas más altas de diabetes, la obesidad, la depresión y el cáncer. Muchos investigadores piensan que eso de alguna manera conectados con sus ritmos circadianos irregulares, y por lo tanto a la SCN", dice Seth Blackshaw, Ph.D., profesor asociado en el Departamento de Neurociencias y el Instituto de Ingeniería Celular de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. "Nuestra nueva investigación nos ayudará y otros investigadores aislar los impactos específicos del SCN en la salud de los mamíferos".

Blackshaw explica que cada célula en el cuerpo tiene su propio "reloj" que regula aspectos tales como su tasa de utilización de la energía. El SCN es el reloj maestro que sincroniza estos cronómetros individuales para que, por ejemplo, la gente se sienta con sueño durante la noche y alerta durante el día, son hambre a las comidas, y se preparan para la llegada de la energía que golpea las células de grasa después de comer. "Una propiedad única del SCN es que si sus células se cultivan en un plato, se sincronizan rápidamente sus relojes con cada otro," dice Blackshaw.

Pero mientras que la evidencia de esta manera dio a los investigadores una idea de la importancia del SCN, no se habían molestado por completo su papel, aparte de la de del cuerpo otros relojes, o de otras partes del cerebro.

El equipo de la Johns Hopkins buscó la manera de derribar función SCN por la focalización y la desactivación de ciertos genes que interrumpen sólo la formación del reloj SCN. Analizaron qué genes estaban activos en diferentes áreas de los cerebros en desarrollo de ratones para identificar a los que fueron "encendidos" sólo en el SCN. Uno de los "hits" fue Lhx1, miembro de una familia de genes cuyos productos proteicos afectar el desarrollo mediante el control de la actividad de otros genes. Cuando los investigadores apagaron Lhx1 en el SCN de embriones de ratón, los ratones cultivados carecían de firmas bioquímicos característicos observados en el SCN de ratones normales.

Los ratones modificados genéticamente se comportaron de manera diferente, también. Algunos cayeron en un patrón de dos a tres ciclos separados de sueño y actividad por día, en contraste con el ciclo diario único encontrado en ratones normales, mientras que los ritmos de los demás eran completamente desorganizado, dice Blackshaw. Aunque un SCN está presente en ratones mutantes, se comunica mal con los relojes en otras partes del cuerpo.

Blackshaw dice que espera que los ratones mutantes demuestren ser una herramienta útil en la búsqueda de si la señalización alterada de la SCN en realidad conduce a los problemas de salud que cambian experiencia trabajadores, y si es así, ¿cómo esto podría suceder. Aunque los modelos de ratón no se correlacionan completamente a la enfermedad humana, su composición bioquímica y genética está estrechamente alineado.

El equipo de Blackshaw también planea seguir estudiando la cadena bioquímica de eventos que rodean la proteína Lhx1 para determinar qué proteínas gire el gen Lhx1 y cuáles genes que, a su vez, cambia directamente encendido o apagado. Esos genes podrían estar en el origen de los trastornos del sueño heredadas, Blackshaw dice, y las proteínas que hacen que se podría aprovechar como puntos de partida para el desarrollo de nuevos fármacos para tratar el insomnio y hasta el jet lag.