En el número actual de PLOS Genetics, hay un documento fascinante sobre el papel del gen Gnas en la regulación del sueño REM y NREM. El artículo es de un equipo internacional que incluye grupos con sede en el Departamento de Neurociencia y Tecnologías del Cerebro, Istituto Italiano di Tecnologia, Genova, Italia; la Unidad de Genética de Mamíferos del Consejo de Investigación Médica, Harwell, Reino Unido, y el Departamento de Biología y Fisiología Integrativa, Universidad de Minnesota, Minneapolis, Minnesota, Estados Unidos de América.
Los autores (Lassi G, Ball ST, Maggi S, Colonna G, Nieus T y otros (2012) Loss of Gnas Imprinting afectan de forma diferencial el sueño REM / NREM y la cognición en ratones PLoS Genet 8 (5): e1002706. Doi: 10.1371 / journal.pgen.1002706) informan que los estados de sueño REM y NREM están modulados diferencialmente por el gen impreso Gnas, expresado en la madre.
Normalmente, los ratones, como muchos otros mamíferos, incluidos nosotros, exhiben la impresión del locus Gnas.
¿Qué es imprinting? Actualmente, se sabe que aproximadamente 100 transcritos en el genoma de mamífero y varios ARN no codificantes son genes de impresión. Una marca epigenética, que se produce durante la gametogénesis, y que implica la metilación del ADN de los dominios ricos en CpG, y la alteración de la cromatina, conduce a un sesgo en la expresión génica entre genes impresos heredados por la madre y por el padre. Por lo tanto, se expresa un gen impreso dependiendo del padre de origen; es decir, si se transmite por la línea materna o paterna.
Este hecho es extremadamente importante para una teoría de la evolución de los estados de sueño en mamíferos, ya que hay algunos modelos evolutivos explícitamente definidos de impresión genómica. El más famoso de ellos es el modelo de conflicto genético de David Haig.
Para simplificar enormemente un modelo muy complejo, la teoría del conflicto de impresión sugiere que la impronta evolucionó debido al conflicto en los intereses reproductivos entre los sexos. Los genes expresados por la madre tienden a regular negativamente y conservar los recursos energéticos de un organismo, mientras que los genes expresados por el padre tienden a oponerse a los efectos de los genes expresados por la madre.
Ahora Gnas, (el locus en cuestión en este documento) codifica la subunidad estimulante de la proteína G que facilita la producción de AMP cíclico y otros procesos metabólicos relacionados con la energía. Pero los autores diseñaron un modelo de ratón que muestra la pérdida de impresión de Gnas. Luego midieron el sueño y los procesos de aprendizaje conductual en estos ratones. El sueño se midió con electrodos implantados y la respuesta conductual se midió con el estado del arte de aprendizaje automatizado y paradigmas de acondicionamiento de miedo para ratones.
El hallazgo básico informado en el documento fue que los ratones que tenían pérdida de la impresión de Gnas exhibieron índices anormalmente mejorados de sueño NREM y una disminución anormal de la actividad REM.
Los autores ofrecen la idea razonable de que el sueño funciona en parte para ayudar a regular la homeostasis energética y es por eso que los estados de sueño pueden estar tan profundamente influenciados por la expresión de un gen como Gnas.
Parece que las fisiologías del estado de sueño han sido llevadas, al menos en parte, bajo el control de genes impresos.
Pero ahora esa idea y ese hecho conllevan implicaciones potencialmente importantes para la ciencia del sueño y los trastornos del sueño.
Si las fuerzas del conflicto genético pueden influir en las funciones del sueño, entonces es probable que veamos algunos fenómenos extraños asociados con el sueño, tal como lo hacemos en otros ámbitos donde el conflicto genético tiene influencia (por ejemplo, los comportamientos sexuales). Además, muchos trastornos del sueño pueden estar profundamente influenciados por mecanismos genéticos que no obedecen a las reglas de herencia mendelianas.
Curiosamente, como se ha señalado a menudo, el síndrome de Prader-Willi (PWS) y el síndrome de Angelman (AS) exhiben perfiles de impresión opuestos y fenotipos de sueño opuestos. El SPW se asocia con somnolencia excesiva y anomalías del sueño REM, como períodos REM de inicio del sueño, fragmentación REM, intrusión de REM en la etapa 2 del sueño y latencias breves de REM. Por el contrario, AS se asocia con reducciones en el sueño.
El documento de Lassi et al. Representa un importante avance en la comprensión de estos complejos trastornos del sueño y el comportamiento.
