科学家发现新的“分子闹钟”

来源：生物通   发布者：张荐辕   日期：2016-02-22  

脊椎动物大脑中的许多化学相互作用，可保持一张自然的睡眠时间表，科学家们最近发现了其中一个参与因子——一种称为神经介肽U（Nmu）的神经化学物质。他们在斑马鱼和人类中分析了这个蛋白质，发现该蛋白可刺激清醒，特别是在早上。这项研究于2016年2月17日发表于《Neuron》杂志。 本文资深作者、加州理工学院的睡眠生物学家David Prober指出：“我们发现，这个基因参与促进觉醒和抑制睡眠，只有极少数的基因已被证明能做到这一点。”Prober和他的同事在一项大规模筛查项目中发现了这个基因的功能。 几十年来，科学家们一直在研究睡眠的基础，但是，许多影响睡眠/唤醒周期的基因和蛋白质，是科学家们偶然发现的。这些发现还不能告诉我们整个故事，所以，为了揭示该系统中的新部分，Prober和他的合作者Jason Rihel、Alex Schier转向斑马鱼，睡眠相关的大脑结构在它们与人类之间是相似的。 研究人员在在斑马鱼的幼虫中，过度表达了一千个不同的人类基因，每次一个，以探究它们对睡眠/觉醒周期的影响。斑马鱼被设计为，当放在37摄氏度的温水中时，会增加它们人类基因的表达，这使得研究小组能够在任何一个点上打开基因，并追踪动物睡眠模式的变化。 立即索取QuantiGene核酸定量产品的更多资料 当Prober和他的同事打开Nmu基因的人类版本时，斑马鱼成变得更活跃。然后研究人员过度表达了Nmu的斑马鱼版本，这也导致了极度活跃和失眠。Prober说：“在我们打开该基因表达之后的晚上，动物几乎不睡觉。” 另一方面，当研究小组突变斑马鱼的Nmu基因，以使鱼不能表达该蛋白时，仔鱼在白天不太活跃。成年突变鱼也行动迟缓，特别是在黎明时，这个时间它们通常会活跃和警觉。Prober说：“这表明，Nmu对于促进从夜间睡眠到白天清醒的过渡，显得尤为重要。你可以认为Nmu是大自然的闹钟，有助于让你早上醒来。” 以前一些针对Nmu的研究发现，它还影响啮齿类动物的活动程度，但其作用机制尚不清楚。研究人员发现，Nmu可能通过激活脑干中表达一个基因（称为促肾上腺皮质激素释放激素，crh）的神经元，而促进斑马鱼的觉醒。Prober指出，这项研究可以为人类失眠研究带来新的见解。 他说：“慢性失眠的基础，很大程度上是未知的。很有可能，Nmu通路的极度活跃，可能是这种情况的基础，但是未来还需要开展人类研究，来检验这个想法。” 对于睡眠基础的研究，已经取得了一定进展。2014年12月，国际顶尖精神病学杂志《分子精神病学》（Molecular Psychiatry）发表的一项新研究表明，你每晚睡多长时间在一定程度上可能取决于你的基因。从而帮助我们更好地了解睡眠障碍以及与其他重要疾病之间的关系(Mol Psych：睡眠质量取决于你的基因？)。去年8月份，美国西北大学昼夜节律研究专家Ravi Allada博士带领的神经科学家小组，发现了“动物的生物钟如何在早上叫醒它，而在夜间使其入睡”。这项研究结果发表在八月十三日的国际顶级杂志《Cell》(Cell：睡眠和觉醒周期的控制开关)。

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