Ti piace sognare? Due geni chiave potrebbero essere i ringraziamenti. Un nuovo studio sui topi ha scoperto che questi "geni dei sogni" sono essenziali per quella fase di sonno che porta le persone a visioni bizzarre del mondo di fare i test di matematica al liceo nudi, perdere i denti e librarsi in aria.
Senza i geni, chiamati Chrm 1 e Chrm 3, i mammiferi non sperimenterebbero il sonno con movimento rapido degli occhi (REM), durante il quale il cervello è attivo come lo è durante la veglia ma il corpo è paralizzato. La scoperta è importante, hanno detto i ricercatori, perché il sonno scarso e i disturbi psichiatrici sono collegati. Quindi, comprendere il controllo di base del sonno nel cervello potrebbe perfezionare i trattamenti farmaceutici sia per il sonno che per i problemi psichiatrici, ha affermato il leader dello studio Hiroki Ueda di Riken, un istituto di ricerca giapponese.
"Il sonno profondo è essenziale per la qualità della vita umana, mentre alcuni disturbi del sonno possono portare a varie conseguenze spiacevoli", ha detto Ueda a Live Science in una e-mail. Ma il "meccanismo molecolare resta in gran parte da rivelare, ostacolando lo sviluppo di trattamenti per le malattie legate al sonno".
Ciclo strano
In una determinata notte, gli umani attraversano il sonno non-REM e REM, che sono definiti da diversi schemi di attività cerebrale. Nessuno conosce il motivo preciso di queste diverse fasi del sonno, ma i problemi con il sonno REM sono stati collegati alla demenza, al morbo di Parkinson e ad altri disturbi neurologici. E il cattivo sonno in generale è collegato ad un aumentato rischio di suicidio.
Ecco perché Ueda e i suoi colleghi sono interessati a comprendere le basi di come funziona il sonno. Gli scienziati hanno già scoperto che la transizione dal sonno non-REM a REM comporta un neurotrasmettitore chiamato acetilcolina. Ma ci sono 16 tipi di recettori cellulari nel cervello a cui l'acetilcolina può legarsi, ed era tutt'altro che chiaro quali fossero essenziali per il sonno REM e quali fossero ridondanti.
Per scoprirlo, i ricercatori hanno utilizzato la tecnologia CRISPR per eliminare i geni di questi recettori dell'acetilcolina, uno per uno, nei topi. Il CRISPR usa una sequenza genetica per guidare un enzima nella sezione desiderata del DNA, dove l'enzima quindi cattura la sequenza, impedendo l'espressione di quel gene.
Perdendo il sonno
Lo studio ha immediatamente dimostrato che una famiglia di recettori dell'acetilcolina, di tipo nicotinico, non aveva molto a che fare con il sonno. I topi privati di quei recettori dormivano più o meno come i topi che li avevano.
L'altra famiglia, i recettori muscarinici dell'acetilcolina, si sono rivelati molto più interessanti. In particolare, la perdita di due recettori chiamati Chrm1 e Chrm3 ha ridotto il sonno di quasi 3 ore al giorno. Perdere uno dei due recettori ha ridotto e frammentato in modo specifico il sonno REM, riducendo anche il sonno non REM. E i topi con nessuno dei due recettori non hanno praticamente sperimentato il sonno REM.
Stranamente, quei topi senza REM sono sopravvissuti senza questo stato di sonno sognante, nonostante le ipotesi che il sonno REM sia necessario per la sopravvivenza. Questa è una strada interessante per ulteriori ricerche, ha detto Ueda, ma potrebbe essere un effetto collaterale indesiderato nel lavorare con animali da laboratorio in un ambiente artificiale.
"I topi mutanti possono sopravvivere in condizioni di laboratorio con molto cibo e senza alcuno", ha detto Ueda a Live Science. "In un ambiente selvaggio, questi geni sarebbero importanti per la sopravvivenza degli organismi."
Comprendere i recettori specifici che controllano il sonno può informare i nuovi trattamenti per i disturbi psichiatrici come la depressione e il disturbo post-traumatico da stress, che è spesso caratterizzato da vivaci incubi, ha detto Ueda. I ricercatori hanno scoperto sottili differenze nel modo in cui funzionano Chrm1 e Chrm 3, quindi il team è interessato a dare un'occhiata più da vicino a ciò che accade quando questi recettori vengono attivati. E poiché la ricerca è stata condotta sui topi, è necessario più lavoro per studiare come funzionano questi geni nell'uomo.
"Questa indagine può aiutare a definire molecolarmente il sonno REM e può rivelare i ruoli fisiologici del sonno REM nelle sue funzioni cognitive superiori strettamente correlate, come l'apprendimento e la memoria", ha detto Ueda.
