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科學(xué)研究：控制睡眠的基因

圖片來(lái)源：Pixabay
從上世紀(jì)50年代起，科學(xué)家就知道快速眼動(dòng)（REM）睡眠階段的存在，這個(gè)階段與夢(mèng)境有關(guān)，同時(shí)有助于學(xué)習(xí)和記憶。然而，快速眼動(dòng)的生理機(jī)制是什么，對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō)一直是個(gè)謎?，F(xiàn)在，一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，有兩個(gè)基因在快速眼動(dòng)過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。
研究人員發(fā)現(xiàn)，與正常小鼠相比，缺少Chrm1和Chrm3兩個(gè)基因的小鼠睡眠時(shí)間更短，并且?guī)缀跆綔y(cè)不到有快速眼動(dòng)階段。相關(guān)研究已發(fā)表在《細(xì)胞·報(bào)告》（Cell Reports）雜志上。日本理化生研究所生物系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究中心的上田泰己（Hiroki Ueda）是這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人，他說(shuō)，這是科學(xué)家第一次找到調(diào)控快速眼動(dòng)睡眠的關(guān)鍵基因。


圖片來(lái)源：Pixabay
上田泰己和同事把研究重點(diǎn)放在神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿（acetylcholine）及位于神經(jīng)元內(nèi)的受體上。早前的研究認(rèn)為，乙酰膽堿對(duì)快速眼動(dòng)睡眠有調(diào)節(jié)作用，但上田泰己的團(tuán)隊(duì)想弄清楚，這一過(guò)程到底涉及哪些基因和受體。
使用改進(jìn)版本的基因編輯工具CRISPR/Cas9，他們得到7只實(shí)驗(yàn)小鼠，它們?nèi)鄙倬幋a不同乙酰膽堿受體的基因。然后，研究人員使用腦電圖和肌電圖記錄了這些基因編輯小鼠的快速眼動(dòng)睡眠階段和非快速眼動(dòng)睡眠階段。同時(shí)作為對(duì)照，研究人員還對(duì)8只正常小鼠進(jìn)行了測(cè)量。


圖片來(lái)源：Pixabay
研究人員發(fā)現(xiàn)，與正常小鼠相比，沒(méi)有Chrm1和Chrm3兩個(gè)基因的小鼠睡眠時(shí)間更短，幾乎沒(méi)有經(jīng)歷快速眼動(dòng)睡眠階段。只缺少Chrm1基因的小鼠快速眼動(dòng)睡眠階段更短并且更碎片化，而只缺少Chrm3基因的小鼠則非快速眼動(dòng)睡眠階段更短。
日本筑波大學(xué)國(guó)際綜合睡眠醫(yī)學(xué)研究所的林悠（Yu Hayashi，未參與本項(xiàng)研究）說(shuō)，新研究似乎意味著，快速眼動(dòng)睡眠并不是維持生命所必需的，基因編輯后的小鼠似乎避開(kāi)了對(duì)快速眼動(dòng)睡眠階段的需求，又或者，控制著小鼠快速眼動(dòng)睡眠的是更深的腦層，研究人員還沒(méi)有探測(cè)到。到底是哪種情況，還需進(jìn)行更多研究才能確認(rèn)。
上田泰己說(shuō)，新發(fā)現(xiàn)可以解釋?zhuān)瑸槭裁纯焖傺蹌?dòng)睡眠會(huì)影響人們的睡眠和情緒，以及與快速眼動(dòng)階段有關(guān)的噩夢(mèng)會(huì)影響抑郁和其他疾病。
撰文：蒂姆·霍尼亞克（Tim Hornyak）
翻譯：馮布
文章來(lái)源：環(huán)球科學(xué)


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