基因与睡眠时间

ajun

　　最近《自然》杂志发表美国威斯康辛大学萨拉里（Chiara Cirelli）等人的一篇研究报告，在睡眠的遗传问题上获得了进展。

　　这个由精神病学家与遗传学家组成的研究团队采用“果蝇”（Drosophila melanogaster）作为实验对象。果蝇与哺乳类动物相似，也需要许多小时的睡眠，而且在睡眠被剥夺之后也会表现出“睡眠反弹”（补睡）以及机能下降的现象。研究人员在发生基因突变的9000种果蝇中进行筛选，找到了一种睡眠最少的果蝇变种“minisleep”（mns），其睡眠时间只有野生果蝇的1/3，而其机能表现水平却不受任何影响。这些果蝇是相当正常的，尽管其寿命比正常果蝇稍微短一些。研究人员通过对mns果蝇的行为特征和基因序列分析，发现这种表现型的果蝇在存储Shaker基因的区域内发生了突变。而且，在经过不同基因修改控制的多代生育之后，仍然表现出短时段睡眠的特征。由于 Shaker基因处在涉及神经激发的电压依赖的“钾离子通道”区域，对其进行编码可以控制隔膜的再度极化和传送释放，因而研究人员认为，Shaker基因可能对睡眠的需求和效率发生着调控作用。

　　有越来越多的证据表明，人类和哺乳类动物的睡眠在许多方面受到基因的控制。此前有研究显示，对于哺乳类动物，钾离子通道参与了睡眠节奏的生成，但我们还不十分清楚人类的极度短睡眠状况是否是由于在电压依赖的钾离子通道中发生了基因突变。然而，有研究发现，在一种罕见的中枢神经系统紊乱症状中，失眠是与电压依赖的钾通道的自身抗体有关。萨拉里等人的这项研究显示，单一基因的突变可以产生极端的短睡眠表现型，而这个突变发生在钾离子通道中的Shaker基因区域。这项研究对人类的睡眠研究具有相关意义：首先，睡眠作为一种复杂的表现型可以受到单个基因的强烈影响；其次，它开启了一种方法来辨识睡眠在细胞水平上的功能机理。最后，这项研究推论，有可能发展出分子生物学的工具来减少睡眠时间，促进高恢复性的短期睡眠。