La mayoría de los seres vivos exhiben un ritmo circadiano, un reloj interno que se repite cada 24 horas. Ahora, investigadores de Japón han encontrado nuevos detalles sobre los procesos moleculares que gobiernan los ritmos de sueño/vigilia en ratones.

En un estudio publicado recientemente, investigadores de la Universidad de Tsukuba han revelado que una molécula clave involucrada en la homeostasis del sueño (llamada SIK3 o quinasa 3 inducible por sal) también juega un papel fundamental en el comportamiento circadiano.

Los animales pueden adaptarse al ciclo de 24 horas de luz y oscuridad en términos de comportamiento y fisiología a través de cambios en el núcleo supraquiasmático (SCN), que es el reloj maestro del cerebro que sincroniza los diversos ritmos del cuerpo. Sin embargo, las actividades biológicas dentro del SCN que inducen la vigilia en un tiempo específico no se han caracterizado por completo; el equipo de investigación se propuso abordar esto.

« La mayoría de los animales muestran un pico de actividad en un punto específico del ciclo circadiano », explica el autor principal del estudio, el profesor Masashi Yanagisawa. « Debido a que se ha descubierto que el SCN regula el sueño y la vigilia en ciertos momentos del día, queríamos investigar las distintas neuronas que controlan este proceso ».

Para hacer esto, el equipo de investigación manipuló genéticamente los niveles de SIK3 en grupos de neuronas específicos en el SCN de ratones. Luego, examinaron el sueño y los comportamientos circadianos en los ratones, como cuándo y durante cuánto tiempo los ratones exhibieron actividad con respecto al ciclo de luz y oscuridad.

« Descubrimos que SIK3 en el SCN puede influir en la duración del ciclo circadiano y el momento de la actividad máxima de activación, sin cambiar la cantidad de sueño diario », dice el profesor Yanagisawa.

El equipo de investigación informó anteriormente que SIK3 interactúa con LKB1 (una molécula aguas arriba de SIK3) y HDAC4 (un objetivo importante de SIK3) en las neuronas glutamatérgicas para regular la cantidad y la profundidad del sueño. Ahora, han descubierto que la vía SIK3-HDAC4 modula la duración del período circadiano a través de las neuronas productoras de NMS y contribuye al ritmo de sueño/vigilia.

La duración del período de comportamiento y el momento de la actividad máxima son componentes importantes del ritmo circadiano. Dadas las similitudes entre los sistemas circadianos de diferentes mamíferos, la nueva información sobre cómo funciona este sistema en ratones podría conducir a nuevos tratamientos para los trastornos del sueño y del ritmo circadiano en humanos.

Este trabajo fue apoyado por la Iniciativa del Centro de Investigación Internacional Premier Mundial (WPI) del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología (MEXT), Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (JSPS) Subvenciones para la Investigación Científica (KAKENHI), Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (JST) Investigación básica para la ciencia y la tecnología evolutivas (CREST), Agencia de Japón para la Investigación y el Desarrollo Médicos (AMED), Subvención JSPS DC2, Programa de apoyo a la investigación básica tipo A de la Universidad de Tsukuba y financiación Programa para la I+D innovadora líder en el mundo en ciencia y tecnología (Programa FIRST).