Dai vermi alle meduse, dalle mosche agli esseri umani. Tutti gli organismi con un sistema nervoso dormono, compresi noi, che dedichiamo al sonno circa un terzo della nostra vita. Ma a cosa serve esattamente un comportamento che si è conservato così stabilmente nel corso dell’evoluzione, nonostante abbia alcuni svantaggi, come essere esposti all’attacco dei predatori?

In un nuovo studio pubblicato su “Nature Communications” e condotto sul pesce zebra, un modello animale molto usato in biologia, ricercatori dell’Università Bar-Ilan, in Israele, rivelano ora una funzione essenziale del sonno, che si svolge al livello dei singoli neuroni. Utilizzando tecniche di imaging 3D con una risoluzione di un cromosoma, gli autori sono infatti riusciti a dimostrare per la prima volta che i neuroni hanno bisogno del sonno per eseguire la “manutenzione” del DNA che si trova nel loro nucleo.

Il DNA può essere danneggiato sia da processi chimico-fisici, come radiazioni e stress ossidativo, sia da processi biologici, come l’attività del neurone stesso. All’interno di ogni cellula, tuttavia, ci sono sistemi specificamente dedicati alla correzione di questi danni.

Gli autori hanno osservato il movimento del cromosoma – l’insieme di DNA e proteine visibili in alcune fasi del nucleo cellulare – all’interno dei nuclei dei neuroni di alcuni esemplari di Danio rerio (pesce zebra) mentre i pesci erano svegli o addormentati.

Hanno così rilevato che i cromosomi sono meno attivi di giorno, quando il danno al DNA si accumula costantemente e può raggiungere livelli pericolosi. Viceversa, sono più attivi di notte, quando il corpo riposa, e questa maggiore attività si associa a una maggiore efficienza della riparazione dei danni al DNA.

Il processo di  manutenzione del DNA, quindi, durante la veglia non è abbastanza efficiente e ha bisogno di un periodo di sonno, durante il quale il cervello riceve un numero di stimoli limitato. “È un po’ come una strada piena di buche”, ha spiegato Lior Appelbaum, che ha guidato lo studio. “Le strade accumulano segni di usura, specialmente durante il giorno nelle ore di punta, ed è più comodo ed efficiente sistemarle di notte, quando c’è poco traffico”.

Appelbaum chiama l’accumulo di danni al DNA il “prezzo della veglia”, ipotizzando, insieme a David Zada, primo autore dello studio, che il sonno consolidi e sincronizzi la manutenzione del nucleo all’interno dei singoli neuroni. “Nonostante il rischio di una ridotta consapevolezza ambientale, gli animali devono dormire per permettere ai loro neuroni di eseguire una manutenzione efficiente del DNA, e questo è probabilmente il motivo per cui il sonno si è evoluto ed è così conservato nel regno animale “.

Articolo interamente tratto da “Le Scienze” del 6 marzo 2019

Link allo studio citato nell’articolo: https://www.nature.com/articles/s41467-019-08806-w

Kinga Cichewicz

Copertina a cura di Maddalena Sarotto