我们已经更新了隐私政策为了更清楚地说明我们如何使用您的个人资料。

我们使用cookie为您提供更好的体验。你可参阅我们的饼干的政策在这里。

广告

探索睡眠的遗传学

信贷:Pixabay

想要这篇文章的免费PDF版本?

填写下面的表格,我们会将PDF版本的《探索睡眠的遗传学》

188金宝搏备用科技网络有限公司需要您提供给我们的联系信息,以便就我们的产品和服务与您联系。您可以随时退订这些通讯。有关如何退订的信息,以及我们的隐私惯例和保护您隐私的承诺,请查看我们的隐私政策

阅读时间:

闹钟定在早上,你的头靠在枕头上,当你进入放松的状态,最终入睡时,白天发生的事情成为遥远的记忆。具有讽刺意味的是,当你平均每晚8小时躺着什么都不做的时候,你的身体是非常清醒的,并进行一系列旨在恢复睡眠的生物过程恢复活力,修复组织,合成激素,生长肌肉

国家睡眠基金会建议成年人每晚睡7-9小时,幼儿11-14小时,青少年8 - 10小时。睡眠对于处理和存储记忆等认知过程是不可或缺的,有助于积极的心理健康;达赖喇嘛自己声称“睡眠是最好的冥想”。因此,我们非常关注35.3%据报告,成年人在典型的24小时内睡眠时间不足7小时。具有讽刺意味的是,尽管我们一生中平均有25年的时间在睡觉,但我们对睡眠的原因以及睡眠的目的却知之甚少。越来越多的研究正在探索驱动睡眠需求的遗传和分子力量以及睡眠不足的影响,其中一些有趣的发现可能具有临床意义。

基因对睡眠时间的影响


睡眠时间因人而异。有时这是你自己选择的——多睡一个小时,多看一集Netflix,或者在打瞌睡前看完一本书,这是许多人常见的就寝习惯。然而,对一些人来说,睡觉可能是一件苦差事。为什么会这样?我们的基因是如何参与其中的?

美国国家心肺血液研究所进行了一次研究研究一组基因的差异,这可能解释为什么有些人需要更多的睡眠,而另一些人则需要更少的睡眠。1科学家们培育了13代果蝇,这些果蝇要么睡眠时间长,每天睡18个小时,要么睡眠时间短,每天睡3小时。在比较两组果蝇的基因数据时,科学家们在80个基因中发现了126个差异,这些差异似乎与睡眠时间有关。在两个种群中不同的基因在几个经典的发育和信号通路中起着作用,包括表皮生长因子受体河马MAPK而且Wnt举几个例子。这项工作进一步证明了Wnt信号通路在睡眠中的作用;之前的表观遗传研究在睡眠不足的人类受试者中,Wnt通路内分子的DNA甲基化谱发生了改变。2

在迄今为止规模最大的同类研究中,马萨诸塞州总医院的研究人员进行了全基因组关联(GWAS)研究在44.6万人中鉴定出与睡眠时间有关的基因。参与者自我报告了他们通常的睡眠时间,并提供了DNA样本。发表在自然通讯研究结果揭示了76个与睡眠时间相关的新基因区域。3.联合资深通讯作者Richa Saxena说:“虽然需要后续研究来阐明这些变异的功能影响,但已知相关基因在大脑发育和神经元之间的信号传递中发挥作用。”只携带一种基因变异就能影响睡眠时间一分钟;然而,研究发现,携带更多变异基因的人每晚平均多睡22分钟。

研究还发现,睡眠时间短与吸烟和失眠等基因特征有关,而睡眠时间长则与精神分裂症、冠状动脉疾病和2型糖尿病有关。共同主要作者塞缪尔·琼斯补充说:“作为更广泛工作的一部分,我们的发现有可能有助于发现治疗睡眠和睡眠相关疾病的新疗法。”

睡觉是治愈


当生病来了,去看医生通常会得到一个充足的卧床休息和一夜好觉的处方,但为什么呢?最近的一次研究在果蝇模型中发现了一种增加睡眠需求的NEMURI基因。发表在科学这项研究表明,由抗微生物肽(AMP) NEMURI编码的蛋白质是由脑细胞分泌的,目的是在感染后驱动深度和延长睡眠。4

通过敲除NEMURI基因,研究人员能够精确研究它是如何控制果蝇的睡眠模式的。他们的研究结果显示,果蝇在日常睡眠中更容易被唤醒,它们对增加睡眠的迫切需求(由睡眠剥夺或感染引起)减少了。对于他们的研究结果,该出版物的高级作者Amita Sehgal说:“虽然人们普遍认为睡眠和康复密切相关,但我们的研究直接将睡眠与免疫系统联系起来,并为疾病期间睡眠如何增加提供了一种潜在的解释。”

相反,当诱导NEMURI过表达时,与健康对照果蝇相比,观察到细菌感染果蝇的睡眠和存活率增加。在果蝇模型中,疾病期间增加睡眠可以促进生存,这一事实表明NEMURI蛋白促进睡眠的作用可能与其抗菌功能同等重要。

的使用果蝇果蝇睡眠模型研究是一个越来越多的现象,基于证据哺乳动物睡眠生物学的几个特征在这种苍蝇身上被保留了下来。对于他们的研究,Sehgal评论说:“据我们所知,人类没有我们在这里报告的分子NEMURI。然而,它们有相似的分子——抗微生物肽(AMPs)。未来的研究可能会研究amp是否会影响哺乳动物模型(如小鼠)的睡眠,这可能表明amp在人类中具有类似的功能。”

睡眠不是欺骗,睡眠不足可能会导致DNA损伤


根据经验,我们都知道睡眠不足会对我们的健康产生不利影响。没有达到最佳的7小时睡眠时间会让你感到昏昏沉沉、效率低下,有时还会身体不适。在我们最基本的层面上,我们的DNA,睡眠质量差会有什么影响?尽管人们常说“睡觉是欺骗”,但事实是睡眠不足会对我们的DNA产生负面影响。医疗专业人士是对睡眠剥夺最为了解的人群之一。在观察中研究发表在麻醉,研究人员分析了夜班对49名健康的全职医生的影响。在连续3天充足睡眠后,从每位医生那里采集基线血。524名参与者随后被要求在现场工作一晚,并在严重睡眠不足后的第二天早上采集了额外的血液样本。

令人担忧的是,结果发现,与没有上过夜班的人相比,夜班现场呼叫参与者的DNA修复基因表达基线较低,DNA断裂数量增加。作者指出,在这项研究的基础上,有必要对DNA损伤、睡眠和慢性疾病之间的关系进行更大规模的前瞻性研究。

教你快速入睡的10个小贴士


你晚上会翻来覆去吗?睡觉对你来说已经变成一件苦差事了吗?如果有,请阅读我们的信息图表学习入睡的10个专家建议。

引用:


1.哈比森,S.,塞拉诺·内格隆,Y.,汉森,N.和罗贝尔,A.(2017)。黑腹果蝇对长睡眠时间和短睡眠时间的选择揭示了睡眠自然变异背后的复杂遗传网络。公共科学图书馆,13(12),p. 1007098。

2.Nilsson, E., Boström, A., Mwinyi, J.和Schiöth, H.(2016)。全急性睡眠剥夺与全基因组DNA甲基化谱和RNA表达的表观基因组学研究。组学:整合生物学杂志,20(6),第334-342页。

3.达什蒂,H.,琼斯,S.,伍德,A.,莱恩,J.,范·希斯,V.,王,H.,罗兹,J.,宋,Y.,帕特尔,K.,安德森,S.,博蒙特,R.,贝克托德,D.,鲍登,J.,凯德,B.,加劳莱特,M.,凯尔,S.,利特尔,M.,劳登,A.,卢克,A.,舍尔,F.,斯皮格霍尔德,K.,泰瑞尔,J.,戈特利布,D.,蒂梅尔,H.,雷,D.,珀塞尔,S.,弗莱林,T.,雷德兰,S.,劳勒,D.,鲁特,M.,威登,M.和萨克塞纳,R.(2019)。全基因组关联研究确定自我报告习惯性睡眠时间的遗传位点,由加速度计衍生的估计值支持。自然通讯,10(1)。

4.Toda, H., Williams, J., Gulledge, M.和Sehgal, A.(2019)。果蝇体内的一种睡眠诱导基因nemuri将睡眠和免疫功能联系在一起。《科学》,37(4),第6 - 12页。

5.张,V., Yuen, V., Wong G., Choi S.(2018)。睡眠不足和睡眠中断对DNA损伤和医生健康的影响。麻醉,74(4),第434-440页。

与作者见面
莫莉坎贝尔
莫莉坎贝尔
高级科学作家
广告
Baidu