Descrizione del progetto
Perché necessitiamo di un buon riposo notturno
Il sonno è universale ed essenziale per ogni processo all’interno del corpo, ma la sua funzione biologica rimane sconosciuta. I risultati di una precedente ricerca condotta sul moscerino della frutta Drosophila hanno svelato che una crescente pressione del sonno attiva oltre venti neuroni che inducono il sonno nel corpo dorsale a ventaglio del complesso centrale. Il bisogno di sonno è codificato nell’eccitabilità elettrica di tali neuroni. Di conseguenza, i neuroni del corpo dorsale a ventaglio sono elettricamente silenti durante la veglia, ma sono persistentemente attivi nei momenti di sonno. Il progetto Somnostat, finanziato dal CER, indagherà sui motivi dietro al nostro bisogno di dormire, studiando il modo in cui il cervello risponde alla mancanza di sonno. Il progetto affronterà la natura dei cambiamenti molecolari che conducono i neuroni del corpo dorsale a ventaglio in uno stato elettricamente attivo.
Obiettivo
Sleep is vital and universal, but its biological function remains unknown. This project will seek to understand why we need to sleep by studying how the brain responds to sleep loss. My previous work in Drosophila showed that rising sleep pressure activates two dozen sleep-inducing neurons in the dorsal fan-shaped body (dFB) of the central complex. Sleep need is encoded in the electrical excitability of these neurons, which fluctuates because two potassium conductances, voltage-gated Shaker and the leak channel Sandman, are modulated antagonistically. As a consequence, dFB neurons are electrically silent during waking and persistently active during sleep. The key open question addressed in this project is the nature of the molecular changes that drive dFB neurons into the electrically active state. My preliminary data point to two dFB-intrinsic transducers of sleep pressure. First, the Shaker β subunit Hyperkinetic responds via a bound nicotinamide cofactor to oxidative by-products of mitochondrial electron transport, revealing a potential connection between energy metabolism, oxidative stress, and sleep, three processes implicated independently in lifespan, aging, and disease. To strengthen this connection, we will monitor sleep and the biophysics of dFB neurons after perturbing mitochondrial respiration or cellular redox chemistry and vice versa. Second, Rho GTPases relay currently unknown signals to the machinery responsible for the regulated endocytosis of Sandman, whose extraction from the plasma membrane is a prerequisite for switching the sleep-promoting activity of dFB neurons on. To identify these signals, we will investigate cell-autonomous, synaptic, and non-synaptic mechanisms of GTPase control. Because clear parallels exist between dFB neurons and sleep-active neurons in the mammalian hypothalamus, mechanistic insights that can currently be gained only in Drosophila are expected to have broad validity for understanding sleep and its disruptions.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. La classificazione di questo progetto è stata convalidata dal team del progetto.
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2018-ADG
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ERC-ADG -Istituzione ospitante
OX1 2JD Oxford
Regno Unito