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Science子刊:“睡眠基因”突变,难以好眠

2017/04/07 来源:生物探索
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导读
睡觉是一项必不可缺的生理活动,好的睡眠有利于身体健康、心情愉悦、注意力集中……为什么我们需要呼呼大觉?良好睡眠受哪些分子调控?最新一篇发表于Science子刊的研究证实,好的睡眠离不开一个关键“睡眠基因”——FABP7,而且这一信号通路十分保守,存在于多个物种间。


4月5日,《Science Advance》期刊发表一篇题为“Normal sleep requires the astrocyte brain-type fatty acid binding protein FABP7”的学术文章,揭示了一个与睡眠质量息息相关的关键基因。这一“睡眠基因”的功能研究为科学家们探索睡眠机制、解析人类为何如此需要充足睡眠提供了新的线索。

这一最新成果由来自于华盛顿州立大学的科学家们完成,他们在果蝇、小鼠和人类大脑中发现了个特殊的睡眠基因——FABP7,并证实该基因突变会导致睡眠质量变差。

睡眠基因

文章一作、华盛顿州立大学睡眠和行为研究中心和Elson S. Floyd医学院助理教授Jason Gerstner团队以小鼠为模型,分析了睡眠周期中表达出现动态差异的基因,并找到一个特殊的基因FABP7。该基因在星形胶质细胞中表达生成脑型脂肪酸结合蛋白(Fabp7),参与脂质代谢。

他们发现,敲除FABP7基因后,突变小鼠的睡眠会变得断断续续。这意味着,FABP7基因与哺乳动物的良好睡眠密切相关。

那么,人类是否同样需要这一睡眠基因呢?Gerstner团队招募了近300位日本男性参加为期7天的睡眠研究,分析了他们的基因组数据。结果显示,其中有29名人携带突变的FABP7。而且,他们的睡眠质量差于正常人。虽然睡眠时间与其他人一样,但是睡眠质量却不好。

随后,研究团队以果蝇为研究对象,将正常及突变的人类FABP7基因插入果蝇星形胶质细胞中。神经胶质细胞具有支持、滋养神经元的功能,是大脑的信息处理器。最新的研究证实,神经胶质细胞还参与释放神经递质、调控行为等活动。

为了监测果蝇的睡眠,研究人员使用一个“果蝇活动监视器”,通过红外光束判断果蝇状态(清醒或者睡着),并自动记录它们的活动变化。如果光束连续发出超5分钟,仪器会认定果蝇进入睡眠状态。结果显示,携带FABP7突变基因的果蝇睡眠时间不连续。


Jason Gerstner

在进化中高度保守的睡眠信号通路

3个物种均表现出相同的结果。“这表明,这些物种的神经胶质细胞含有一些潜在的机制调控睡眠质量。” Gerstner解释道:“这是我们首次在多个物种间找到一个特定的细胞、特定的分子调控通路解析睡眠这一复杂的生理行为。”

更有意思的是,果蝇在地球上的生存是已有6000万年。Gerstner 强调:“这表明,我们找到一个古老、保守的机制。但是,睡眠这一复杂过程肯定还涉及很多其他基因。”

参考资料:

Researchers find a 'sleep gene': Mechanism offers fresh clues to why we need our ZZZs

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