科學(xué)研究：控制睡眠的基因

圖片來源：Pixabay
從上世紀(jì)50年代起，科學(xué)家就知道快速眼動(dòng)（REM）睡眠階段的存在，這個(gè)階段與夢境有關(guān)，同時(shí)有助于學(xué)習(xí)和記憶。然而，快速眼動(dòng)的生理機(jī)制是什么，對科學(xué)家來說一直是個(gè)謎。現(xiàn)在，一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，有兩個(gè)基因在快速眼動(dòng)過程中起著關(guān)鍵作用。
研究人員發(fā)現(xiàn)，與正常小鼠相比，缺少Chrm1和Chrm3兩個(gè)基因的小鼠睡眠時(shí)間更短，并且?guī)缀跆綔y不到有快速眼動(dòng)階段。相關(guān)研究已發(fā)表在《細(xì)胞·報(bào)告》（Cell Reports）雜志上。日本理化生研究所生物系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究中心的上田泰己（Hiroki Ueda）是這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人，他說，這是科學(xué)家第一次找到調(diào)控快速眼動(dòng)睡眠的關(guān)鍵基因。


圖片來源：Pixabay
上田泰己和同事把研究重點(diǎn)放在神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿（acetylcholine）及位于神經(jīng)元內(nèi)的受體上。早前的研究認(rèn)為，乙酰膽堿對快速眼動(dòng)睡眠有調(diào)節(jié)作用，但上田泰己的團(tuán)隊(duì)想弄清楚，這一過程到底涉及哪些基因和受體。
使用改進(jìn)版本的基因編輯工具CRISPR/Cas9，他們得到7只實(shí)驗(yàn)小鼠，它們?nèi)鄙倬幋a不同乙酰膽堿受體的基因。然后，研究人員使用腦電圖和肌電圖記錄了這些基因編輯小鼠的快速眼動(dòng)睡眠階段和非快速眼動(dòng)睡眠階段。同時(shí)作為對照，研究人員還對8只正常小鼠進(jìn)行了測量。


圖片來源：Pixabay
研究人員發(fā)現(xiàn)，與正常小鼠相比，沒有Chrm1和Chrm3兩個(gè)基因的小鼠睡眠時(shí)間更短，幾乎沒有經(jīng)歷快速眼動(dòng)睡眠階段。只缺少Chrm1基因的小鼠快速眼動(dòng)睡眠階段更短并且更碎片化，而只缺少Chrm3基因的小鼠則非快速眼動(dòng)睡眠階段更短。
日本筑波大學(xué)國際綜合睡眠醫(yī)學(xué)研究所的林悠（Yu Hayashi，未參與本項(xiàng)研究）說，新研究似乎意味著，快速眼動(dòng)睡眠并不是維持生命所必需的，基因編輯后的小鼠似乎避開了對快速眼動(dòng)睡眠階段的需求，又或者，控制著小鼠快速眼動(dòng)睡眠的是更深的腦層，研究人員還沒有探測到。到底是哪種情況，還需進(jìn)行更多研究才能確認(rèn)。
上田泰己說，新發(fā)現(xiàn)可以解釋，為什么快速眼動(dòng)睡眠會(huì)影響人們的睡眠和情緒，以及與快速眼動(dòng)階段有關(guān)的噩夢會(huì)影響抑郁和其他疾病。
撰文：蒂姆·霍尼亞克（Tim Hornyak）
翻譯：馮布
文章來源：環(huán)球科學(xué)


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào)，在對話框：
回復(fù)【最新活動(dòng)】，了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識(shí)】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識(shí)
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情
?