你的夢想可能來自這兩個基因
享受夢想?兩個關鍵基因可能要感謝。一項針對老鼠的新研究發(fā)現(xiàn),這些“夢想基因”對于這一沉睡階段至關重要,這種沉默會給人們帶來奇怪的世界觀,即裸體進行高中數(shù)學測試,失去牙齒并在空中翱翔。
如果沒有被稱為Chrm 1和Chrm 3的基因,哺乳動物就不會經(jīng)歷快速的眼球運動(REM)睡眠,在此期間,大腦在清醒時會像活動一樣活躍,但身體會癱瘓。研究人員說,這一發(fā)現(xiàn)很重要,因為睡眠不佳和精神疾病有關。因此,理解大腦睡眠的基本控制可以改善睡眠和精神問題的藥物治療,日本研究機構Riken的研究負責人Hiroki Ueda說。
“聲音睡眠對人類生活質量至關重要,而睡眠中的一些損傷可能會導致各種不良后果,”上田在電子郵件中告訴Live Science。但是,“睡眠的分子機制”在很大程度上仍有待揭示,阻礙了睡眠相關疾病治療的發(fā)展。“
奇怪的循環(huán)
在一個特定的夜晚,人類循環(huán)通過非REM和REM睡眠,這是由不同的大腦活動模式定義的。沒有人知道這些不同睡眠階段的確切原因,但REM睡眠問題與癡呆,帕金森病和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關。一般而言,睡眠不佳與自殺風險增加有關。
這就是為什么上田和他的同事有興趣了解睡眠的基本知識。科學家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),從非REM到REM睡眠的過渡涉及一種叫做乙酰膽堿的神經(jīng)遞質。但是大腦中有16種類型的細胞受體,乙酰膽堿可以與之結合,而且遠遠不清楚,這對于REM睡眠是必不可少的,并且是多余的。
為了找到答案,研究人員使用CRISPR技術在小鼠體內(nèi)逐一敲除這些乙酰膽堿受體的基因。CRISPR使用基因序列將酶引導至所需的DNA區(qū)段,然后酶切斷序列,阻止該基因表達。
失眠
該研究立即顯示,一個乙酰膽堿受體家族,即煙堿型,與睡眠無關。被剝奪這些受體的小鼠或多或少地像患有這些受體的小鼠一樣睡覺。
另一個家族,毒蕈堿乙酰膽堿受體,結果更有趣。具體而言,稱為Chrm1和Chrm3的兩種受體的喪失使睡眠時間縮短了近3小時。失去兩種受體中的任何一種可以減少和分散REM睡眠,同時也減少非REM睡眠。并且沒有受體的小鼠基本上沒有經(jīng)歷REM睡眠。
奇怪的是,盡管假設REM睡眠是生存所必需的,但那些沒有這種夢幻睡眠狀態(tài)的 REM小鼠仍能存活。Ueda說,這是進一步研究的一個有趣途徑,但它可能是在人工環(huán)境中與實驗動物一起工作的意外副作用。
“突變小鼠可以在很多食物和沒有任何[敵人]的實驗室條件下存活,”Ueda告訴Live Science。“在野外環(huán)境中,這些基因對生物體的存活至關重要。”
Ueda說, 了解控制睡眠的特定受體可以為抑郁癥和創(chuàng)傷后應激障礙等精神疾病提供新的治療方法,這些疾病常常以生動的噩夢為特征。他補充說,研究人員發(fā)現(xiàn)Chrm1和Chrm3的工作方式存在細微差別,因此研究小組有興趣仔細研究這些受體被觸發(fā)時會發(fā)生什么。由于這項研究是在老鼠身上完成的,因此需要做更多的工作來研究這些基因如何在人體中發(fā)揮作用。
“這項調(diào)查可能有助于分子定義REM睡眠,并可能揭示REM睡眠在其密切相關的高級認知功能中的生理作用,如學習和記憶,”Ueda說。
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