Funções celulares do sono são finalmente mostradas!
Créditos da imagem: Zada et al., 2019.
Danos no DNA podem ser causados por muitos processos, incluindo radiação, estresse oxidativo e até mesmo atividade neuronal excessiva. Os sistemas de reparo de DNA dentro de cada célula corrigem esse dano. O trabalho atual mostra que durante a vigília (estado despertado), quando a dinâmica dos cromossomos é baixa, o dano ao DNA se acumula consistentemente e pode atingir níveis inseguros.
Neste estudo, publicado recentemente na revista Nature Communications, pesquisadores da Universidade Bar-Ilan, em Israel, revelam uma nova e inesperada função do sono que eles acreditam poder explicar como os distúrbios do sono afetam o desempenho cerebral, o envelhecimento e vários distúrbios cerebrais. Utilizando técnicas de imageamento 3D em time-lapse e em peixes-zebra vivos, os pesquisadores conseguiram definir o papel do sono com alta-resolução, pela primeira vez, mostrando que neurônios individuais necessitam de sono para realizar a manutenção da integridade nuclear cromossômica.
O papel do sono é aumentar a dinâmica dos cromossomos e normalizar os níveis de danos no DNA de cada neurônio. Aparentemente, esse processo de manutenção de DNA não é eficiente o suficiente durante o período de vigília e requer um período de sono para que ocorra.
A descoberta foi conseguida graças às características do modelo utilizado do peixe-zebra. Com sua transparência absoluta e um cérebro muito semelhante ao dos seres humanos, o peixe-zebra é um organismo perfeito para estudar células únicas dentro de um animal vivo sob condições fisiológicas. Usando um microscópio de alta resolução, o movimento do DNA e das proteínas nucleares dentro da célula – dentro do peixe – puderam ser observados enquanto os peixes estavam acordados e dormindo. Os pesquisadores ficaram particularmente surpresos ao descobrir que os cromossomos são mais ativos à noite, quando o corpo descansa, mas essa atividade aumentada permite a eficiência do reparo dos danos no DNA. Os resultados estabelecem a dinâmica dos cromossomos como um marcador potencial para definir células adormecidas únicas e propõem que a função restauradora do sono é a manutenção nuclear.
Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons