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基因决定睡多久

文章来源:中国科学报 唐一尘   发布时间:2019-08-30  【字号:     】  

  有人总是神采奕奕,有人却不停地哈欠连天;有人睡一会儿就醒,有人却需要“冬眠”。这可能是基因在作祟。

  近日,科学家针对数个家庭开展研究,发现了一个据称与个体所需睡眠时长直接相关的新基因。8月28日,相关论文发表于《神经元》。

  “一般人生命中1/3的时间都用在了睡觉上,但我们对睡眠的了解实在太欠缺了。而这项研究的惊艳之处和开创性在于,它让我们得以一窥大脑中决定睡眠和清醒的诸多复杂回路和各种类型的神经元。”美国加州大学旧金山分校(UCSF)神经学家Louis Ptácek表示。

  近年来,围绕昼夜节律相关基因的研究成果颇丰,但谈到对睡眠产生影响的基因(尤其是调节身体所需睡眠时长的基因),人们却知之甚少。

  Ptácek与UCSF的遗传学家傅嫈惠(音译)同为本论文主要作者,两人的研究涉及数个家庭,其中一个家庭中有几位成员能在每天只睡6小时的情况下仍保持身心状况正常。研究人员正是在对这个家族的DNA进行分析后找到了决定睡眠时长的基因ADRB1。随后的遗传连锁研究和全外显子组测序显示这几位成员的ADRB1基因存在一个此前未发现过的罕见变异。

  研究人员发现这个变异基因编码的是β1-肾上腺素能受体,而且它让这个蛋白的稳定性变差,从而影响了受体的功能。也就是说,这个基因变异有可能在大脑功能层面产生影响。

  然后,研究人员用携带这一基因变异的小鼠进行了一系列实验,并发现这些小鼠的平均睡眠时间比普通小鼠少55分钟(携带该变异的人类则少睡两小时)。进一步分析表明,这个基因在小鼠脑桥背侧(脑干的一部分)的表达水平很高,而这个区域负责的正是呼吸、眼动和睡眠等无意识功能。

  研究人员还发现,这个区域内拥有正常ADRB1基因的神经元不仅在清醒状态下较为活跃,在快速眼动(REM)睡眠期也较为活跃,只在非REM期处于静态。而携带突变基因的神经元比正常神经元更活跃,这可能导致睡眠时间较短。

  不过Ptácek承认,用小鼠进行睡眠行为研究存在一些局限性,例如小鼠的睡眠模式和人不一样,它们的睡眠时间是碎片化的,而不像人类那样在一个连续时段内睡觉。在未来的研究中,两位科学家还计划进一步探究ADRB1蛋白在大脑其他部位发挥的功能,以及到更多家庭中寻找其他可能相关的重要基因。




(责任编辑:侯茜)

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