Grafico che mostra la durata del sonno (in minuti) dei moscerini della frutta selvatica - lunghe traversine, dormienti normali, e brevi dormienti - allevati artificialmente attraverso 13 generazioni. Credito:Susan Harbison, NHLBI
Gli scienziati hanno identificato differenze in un gruppo di geni che, secondo loro, potrebbero aiutare a spiegare perché alcune persone hanno bisogno di molto più sonno e altre meno della maggior parte. Lo studio, condotto utilizzando popolazioni di moscerini della frutta allevate per modellare le variazioni naturali nei modelli di sonno umano, fornisce nuovi indizi su come i geni per la durata del sonno siano collegati a un'ampia varietà di processi biologici.
I ricercatori affermano che una migliore comprensione di questi processi potrebbe portare a nuovi modi per trattare i disturbi del sonno come l'insonnia e la narcolessia. Guidato da scienziati del National Heart, Polmone, e Blood Institute (NHLBI), parte del National Institutes of Health (NIH), lo studio sarà pubblicato il 14 dicembre in Genetica PLOS .
"Questo studio è un passo importante verso la soluzione di uno dei più grandi misteri della biologia:il bisogno di dormire, ", afferma la responsabile dello studio Susan Harbison, dottorato di ricerca, un ricercatore nel Laboratorio di genetica dei sistemi presso NHLBI. "Il coinvolgimento di processi biologici altamente diversi nella durata del sonno può aiutare a spiegare perché lo scopo del sonno è stato così sfuggente". Gli scienziati sanno da tempo che, oltre ai nostri orologi biologici, i geni svolgono un ruolo chiave nel sonno e che i modelli di sonno possono variare ampiamente. Ma i geni esatti che controllano la durata del sonno e i processi biologici collegati a questi geni sono rimasti poco chiari.
Per saperne di più, gli scienziati hanno allevato artificialmente 13 generazioni di moscerini della frutta selvatica per produrre mosche che dormivano a lungo (dormivano 18 ore al giorno) o brevi (che dormivano 3 ore al giorno). Gli scienziati hanno quindi confrontato i dati genetici tra i dormienti lunghi e quelli brevi e hanno identificato 126 differenze tra 80 geni che sembrano essere associati alla durata del sonno. Hanno scoperto che queste differenze genetiche erano legate a diverse importanti vie di sviluppo e di segnalazione cellulare. Alcuni dei geni identificati hanno funzioni note nello sviluppo del cervello, così come i ruoli nell'apprendimento e nella memoria, hanno detto i ricercatori.
La figura mostra i cambiamenti di frequenza allelica nei polimorfismi associati al sonno attraverso generazioni di selezione artificiale per il sonno breve e lungo in Drosophila. La serie di barre superiore mostra come le frequenze alleliche diventano più estreme, migrando verso 0 (blu scuro) o 1 (fucsia scuro) per generazioni 0, 1, 2, 5, 8, 10, e 12 di selezione per il sonno breve. La serie inferiore di barre mostra cambiamenti simili nella frequenza degli alleli per le mosche selezionate per il sonno lungo. Credito:Susan Tracy Harbison e colleghi
"Ciò che è particolarmente interessante di questo studio è che abbiamo creato mosche a lungo e breve sonno utilizzando il materiale genetico presente in natura, al contrario delle mutazioni ingegnerizzate o delle mosche transgeniche che molti ricercatori in questo campo stanno usando, "Habison ha detto. "Fino ad ora, non era noto se il sonno di una durata così lunga o breve potesse esistere nelle popolazioni naturali".
I ricercatori hanno anche scoperto che la durata della vita dei dormienti naturalmente lunghi e brevi non differiva significativamente dalle mosche con schemi di sonno normali. Ciò suggerisce che ci sono poche conseguenze fisiologiche, che si tratti di effetti negativi o benefici, dell'essere un sonno estremamente lungo o breve, loro hanno detto.
