Cientistas fazem progresso na decodificação da genética da insônia

Resumo: Os pesquisadores identificam o papel que o gene Pig-Q desempenha na regulação do sono. As mutações do gene Pig-Q aumentam o sono.

Fonte: Texas A&M

Um esforço de pesquisa envolvendo pesquisadores da Texas A&M University, da Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia e do Hospital Infantil da Filadélfia (CHOP) usou a genômica humana para identificar um novo caminho genético envolvido na regulação do sono das moscas da fruta para os humanos – um romance insight que poderia abrir caminho para novos tratamentos para insônia e outros distúrbios relacionados ao sono.

O geneticista e biólogo evolutivo da Texas A&M, Alex Keene, colaborou com Allan Pack e Philip Gehrman, da Penn, e Struan Grant, da CHOP, na pesquisa inovadora, publicada em Avanços da Ciência.

“Tem havido um enorme esforço para usar estudos genômicos humanos para encontrar genes do sono”, disse Keene.

“Alguns estudos têm centenas de milhares de indivíduos. Mas a validação e o teste em modelos animais são essenciais para entender a função. Conseguimos isso aqui, em grande parte porque cada um de nós traz uma área diferente de especialização que permitiu a eficácia final dessa colaboração.”

Keene diz que a coisa mais empolgante sobre o trabalho da equipe é que eles desenvolveram um pipeline começando não com um organismo modelo, mas com dados reais de genômica humana.

“Há uma abundância de estudos de associação do genoma humano (GWAS) que identificam variantes genéticas associadas ao sono em humanos”, disse Keene.

“No entanto, validá-los tem sido um enorme desafio. Nossa equipe usou uma abordagem genômica chamada mapeamento de variante para gene para prever os genes afetados por cada variante genética. Em seguida, examinamos o efeito desses genes em moscas-das-frutas.

“Nossos estudos descobriram que mutações no gene Pig-Q, necessário para a biossíntese de um modificador da função da proteína, aumentavam o sono. Em seguida, testamos isso em um modelo de vertebrado, peixe-zebra, e encontramos um efeito semelhante. Portanto, em humanos, moscas e peixes-zebra, o Pig-Q está associado à regulação do sono”.

Keene diz que o próximo passo da equipe é estudar o papel de uma modificação de proteína comum, a biossíntese da âncora GPI, na regulação do sono. Além disso, ele observa que o pipeline humano-para-fruta-para-peixe-zebra que a equipe desenvolveu permitirá que eles avaliem funcionalmente não apenas os genes do sono, mas também outras características comumente estudadas usando o GWAS humano, incluindo neurodegeneração, envelhecimento e memória.

“Entender como os genes regulam o sono e o papel dessa via na regulação do sono pode ajudar a desvendar descobertas futuras sobre o sono e seus distúrbios, como a insônia”, disse Gehrman, professor associado de psicologia clínica em psiquiatria na Penn e psicólogo clínico do Penn Cronobiologia e Instituto do Sono.

Keene diz que a coisa mais empolgante sobre o trabalho da equipe é que eles desenvolveram um pipeline começando não com um organismo modelo, mas com dados reais de genômica humana. A imagem é de domínio público

“No futuro, continuaremos a usar e estudar esse sistema para identificar mais genes que regulam o sono, o que pode apontar na direção de novos tratamentos para distúrbios do sono”.

A pesquisa de Keene em seu laboratório afiliado ao Center for Biological Clocks Research está na interseção da evolução e da neurociência, com foco principal na compreensão dos mecanismos neurais e fundamentos evolutivos do sono, formação de memória e outras funções comportamentais em modelos de moscas e peixes.

Especificamente, ele estuda moscas-das-frutas (Drosophila melanogaster) e cavernícolas mexicanos que perderam a visão e a capacidade de dormir com o objetivo de identificar a base genética das escolhas comportamentais que influenciam as doenças humanas, incluindo obesidade, diabetes e doenças cardíacas.

Sobre esta genética e notícias de pesquisas sobre insônia

Autor: Shana K. Hutchins
Fonte: Texas A&M
Contato: Shana K. Hutchins – Texas A&M
Imagem: A imagem é de domínio público

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Pesquisa original: Acesso livre.
“O mapeamento de variantes para genes seguido de triagem genética entre espécies identifica a biossíntese da âncora GPI como um novo regulador do sono” por Justin Palermo et al. Avanços da ciência


Resumo

O mapeamento de variantes para genes seguido de triagem genética entre espécies identifica a biossíntese da âncora GPI como um novo regulador do sono

Estudos de associação ampla do genoma (GWAS) em humanos identificaram loci fortemente associados a várias doenças ou características hereditárias, mas pouco se sabe sobre os papéis funcionais das variantes causais subjacentes na regulação da duração ou qualidade do sono.

Aplicamos uma estratégia de captura C focada em ATAC-seq/promotor em progenitores neurais derivados de iPSC humanos para realizar uma campanha de mapeamento “variante para gene” que identificou 88 genes efetores de sono candidatos conectados a sinais GWAS relevantes.

Para validar funcionalmente o papel dos genes efetores implicados na regulação do sono, realizamos uma tela de interferência de RNA específica do neurônio na mosca da fruta, Drosophila melanogaster, seguido de validação em zebrafish. Esta abordagem identificou uma série de genes que regulam o sono, incluindo um papel crítico para a biossíntese de glicosilfosfatidilinositol (GPI).

Esses resultados fornecem o primeiro mapeamento físico variante para gene dos genes do sono humano, seguido por uma priorização baseada no organismo modelo, revelando um papel conservado para a biossíntese da âncora GPI na regulação do sono.

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