Dans le dernier numéro de PLOS Genetics, il y a un article fascinant sur le rôle du gène Gnas dans la régulation du sommeil REM et NREM. L'article est rédigé par une équipe internationale comprenant des groupes basés au Département de neurosciences et technologies du cerveau, Istituto Italiano di Tecnologia, Gênes, Italie; l'Unité de génétique des mammifères du Conseil de recherches médicales, Harwell, Royaume-Uni, et le Département de biologie intégrative et de physiologie, Université du Minnesota, Minneapolis, Minnesota, États-Unis d'Amérique.
Les auteurs (Lassi G, Ball ST, S Maggi, Colonna G, Nieu T, et autres (2012) Perte de l'empreinte de Gnas affecte différemment REM / NREM sommeil et cognition chez les souris.PLoS Genet 8 (5): e1002706. 10.1371 / journal.pgen.1002706) signalent que les états de sommeil REM et NREM sont modulés différentiellement par le gène Gnas exprimé par la mère.
Normalement, les souris, comme beaucoup d'autres mammifères, y compris nous, présentent une empreinte du locus Gnas.
Qu'est-ce qui imprime? Actuellement, environ 100 transcrits dans le génome de mammifère, et un certain nombre d'ARN non codants, sont connus pour être des gènes d'empreinte. Une marque épigénétique, apparaissant au cours de la gamétogenèse, et impliquant la méthylation de l'ADN des domaines riches en CpG, et l'altération de la chromatine, conduit à un biais dans l'expression des gènes entre les gènes marqués hérités maternellement et paternellement. Ainsi, un gène imprimé est exprimé en fonction du parent d'origine; c'est-à-dire s'il est transmis par la ligne maternelle ou paternelle.
Ce fait est extrêmement important pour une théorie de l'évolution des états de sommeil chez les mammifères car il existe des modèles évolutionnaires explicitement définis de l'empreinte génomique. Le plus célèbre d'entre eux est le modèle de conflit génétique de David Haig.
Pour simplifier à l'extrême un modèle très complexe, la théorie de l'empreinte du conflit suggère que l'empreinte a évolué en raison du conflit entre les sexes en matière de reproduction. Les gènes maternellement exprimés ont tendance à réguler à la baisse et à conserver les ressources énergétiques d'un organisme tandis que les gènes exprimés paternellement tendent à s'opposer aux effets des gènes exprimés maternellement.
Maintenant, Gnas, (le locus en question dans cet article) code pour la sous-unité stimulante de la protéine G qui facilite la production d'AMP cyclique et d'autres processus métaboliques liés à l'énergie. Mais les auteurs ont conçu un modèle de souris qui montre une perte d'empreinte de Gnas. Ils ont ensuite mesuré le sommeil et les processus d'apprentissage comportementaux chez ces souris. Le sommeil a été mesuré avec des électrodes implantées et la réponse comportementale a été mesurée avec des paradigmes d'apprentissage automatisé et de conditionnement de la peur de pointe pour les souris.
La découverte de base rapportée dans le document était que les souris qui avaient une perte d'empreinte de Gnas présentaient des indices anormalement augmentés de sommeil NREM et une dimunition anormale de l'activité REM.
Les auteurs offrent l'idée raisonnable que le sommeil fonctionne en partie pour aider à réguler l'homéostasie énergétique et c'est pourquoi les états de sommeil peuvent être si profondément influencés par l'expression d'un gène comme Gnas.
Il apparaît alors que les physiologies de l'état de sommeil ont été amenées, au moins en partie, sous contrôle de gènes empreints.
Mais maintenant cette idée et ce fait comporte des implications potentiellement importantes pour la science du sommeil et les troubles du sommeil.
Si les fonctions du sommeil peuvent être influencées par des forces de conflit génétique, alors nous sommes susceptibles de voir des phénomènes bizarres associés au sommeil – tout comme nous le faisons dans d'autres domaines où le conflit génétique exerce une influence (par exemple, les comportements sexuels). En outre, de nombreux troubles du sommeil pourraient être profondément influencés par des mécanismes génétiques qui n'obéissent pas aux règles héréditaires mendéliennes classiques.
Fait intéressant, comme cela a souvent été souligné, le syndrome de Prader-Willi (PWS) et le syndrome d'Angelman (AS) présentent des profils d'impression opposés et des phénotypes de sommeil opposés. Le PWS est associé à une somnolence excessive et à des anomalies du sommeil paradoxal telles que des périodes de sommeil paradoxal, une fragmentation du sommeil paradoxal, une intrusion du sommeil paradoxal dans le sommeil de stade 2 et de courtes latences au sommeil paradoxal. Inversement, AS est associé à des réductions de sommeil.
Le document de Lassi et al représente une étape potentiellement importante dans la compréhension de ces troubles complexes du sommeil et du comportement.
