睡眠|《科学大家》专栏|世界睡眠日:请珍惜每一夜的睡眠( 三 )
Neuron近期发表的一篇文章为上述现象提供了遗传学方面的解释 。该团队针对一个有数位成员睡眠时间远少于平均时长的家庭展开了研究,发现了一个据称与个体所需睡眠时长直接相关的新基因 。
这项研究涉及数个家庭,其中一个家庭中有数位成员能在每天只睡六小时的情况下仍保持身心状况正常 。这令研究者们十分惊讶,也引发了他们强烈的好奇心:这种只需要很短的休息时间就能补充一天所需精力的特质,究竟是先天赋予的,还是后天形成的呢?
【睡眠|《科学大家》专栏|世界睡眠日:请珍惜每一夜的睡眠】于是,研究人员决定一探究竟,对这个家庭的DNA进行分析 。他们最终找到了决定睡眠时长的关键基因——ADRB1 。而且,随后的遗传连锁研究和全外显子组测序显示出这几位家庭成员的ADRB1基因存在一个此前未发现过的罕见变异 。
为了弄清楚这个罕见基因变异的作用,研究者们开展了一系列试验,第一步便是在试管中研究它所表达出的蛋白质,随后发现这个变异的基因编码的是β1-肾上腺素能受体,该变异让这一蛋白的稳定性变差,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 。
接下来,研究人员使用携带这一基因变异的小鼠进行了一系列实验,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比其他人平均少睡两小时) 。进一步的分析表明,这一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,这个区域内表达正常ADRB1基因的神经元在清醒状态下和快速眼动(REM)睡眠期都较为活跃,但是在非REM期处于静态 。携带突变基因的神经元比正常神经元更为活跃,这可能导致了机体的睡眠时间较短 。
还有一种方法来确认蛋白质的作用,那就是光遗传学方法 。当我们用光去激活ADRB1神经元时,睡眠中的小鼠立刻就醒来了,不过,Ptá?ek也承认用小鼠进行睡眠行为研究存在一些局限性,其一就是小鼠的睡眠模式和人不一样,它们的睡眠时间是碎片化的,而不是像人那样在一个连续时段内睡觉 。直接研究人的睡眠也有不少难处,因为人类的睡眠不仅是一种生理功能,还和行为习惯有关,人类会做出例如喝咖啡、熬夜,做出各种违背自然天性的事情 。
因此,虽然基因在一定程度上决定了需要的睡眠时长,但总的来说,想要好的睡眠,不仅需要放松身心,还要避免熬夜等不良习惯 。
该研究团队还计划进一步探究ADRB1蛋白在大脑其他部位发挥的功能,以及到更多家庭中去寻找其他可能相关的重要基因 。睡眠是一个复杂的课题,大脑中绝不会只有一个基因、一个区域在控制身体的睡眠和清醒,我们现在的发现只是冰山一角 。这项研究有朝一日或许能为开发调节睡眠节律的新药提供参考 。
睡眠是人生活中最重要的大事之一,睡眠不足会让人更容易罹患很多疾病,比如癌症、自身免疫疾病、心血管疾病、阿尔茨海默病等 。我们要重视睡眠问题,愿大家都能睡得香甜,精神饱满迎接每一天 。
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