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Sonno e neuroni: dormire poco ostacola la riparazione del DNA cellulare

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Imaging of chromosome dynamics (green) in single neuron (red, dashed box) in live larva. Credit: David Zada.

Un recente studio, pubblicato su Nature Communications di questa settimana, ha valutato l’effetto del sonno sui singoli neuroni nel danio zebrato, o pesce zebra. La sperimentazione ha consentito di rilevare come il sonno sia in grado di aumentare il movimento dei cromosomi (dinamiche cromosomiche), che altera la loro struttura per consentire la riduzione del danno al DNA. I risultati suggeriscono che la dinamica cromosomica potrebbe essere un indicatore potenziale per definire singoli neuroni dormienti.

La privazione del sonno e gli effetti neurologici

La privazione prolungata del sonno può essere letale e i disturbi del sonno sono associati a varie deficienze nelle prestazioni cerebrali. Sebbene sia nota l’importanza fondamentale del sonno, non è chiaro quali effetti abbia a livello cellulare. Questo perché il sonno è stato precedentemente definito da criteri comportamentali, in quanto non è stato possibile studiare i processi cellulari dipendenti dal sonno al microscopio.

Le dinamiche cromosomiche influenzate dal sonno

Lior Appelbaum e colleghi riportano un nuovo metodo per l’imaging time-lapse delle dinamiche cromosomiche nei singoli neuroni del pesce zebra vivo. Utilizzando questo approccio, gli autori dimostrano che il sonno aumenta la dinamica cromosomica di due volte, in particolare nei neuroni, mentre l’attività neuronale ha l’effetto opposto. Mostrano che l’aumento del sonno nella dinamica dei cromosomi è essenziale per la riparazione delle rotture del doppio filamento del DNA.

Il sonno per riparare il DNA danneggiato

Sebbene questo lavoro fornisca prove causali del fatto che il sonno ha un ruolo chiave nel consentire il mantenimento cellulare nei neuroni, illustra anche che il prezzo che si paga per la veglia all’attività cellulare è l’accumulo di danni a livello di DNA. Ulteriori studi su animali vertebrati e invertebrati saranno necessari per stabilire se la dinamica cromosomica potrebbe essere un marker evolutivamente conservato del sonno cellulare.

Guarda il video

In questo video è rappresentata l’immagine simultanea della dinamica cromosomica (rosso) e dell’attività neuronale (verde) in pesci zebra vivi.
Credit: David Zada.

 

 

 

Zada, et al. Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons. Nature Communications, (2019) 10:895.

 

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