04.11.2016
Редакция Naked Science

Биологи случайно нашли гены быстрого и медленного сна

Международная группа ученых обнаружила гены, которые связаны с регуляцией фаз сна у мышей. Результаты исследования представлены в журнале Nature.

memories-implanted-mice
©Wikipedia

Сон как физиологическое состояние характерен для млекопитающих, рептилий, некоторых рыб и беспозвоночных. Одним из свойств сна является цикличность, при этом в случае млекопитающих (включая человека) выделяются две фазы сна: быстрая (с быстрым движением глаз — БДГ) и медленная. Потребность во сне у представителей одного вида может различаться, однако связанные с ней механизмы изучены недостаточно.

 

В своем эксперименте американо-японская группа исследователей проанализировала влияние генов на продолжительность сна. С помощью этилнитрозомочевины (токсический агент) ученые вызывали у самцов мышей многочисленные спонтанные мутации, после чего скрещивали их со здоровыми самками. Затем у более чем 8 тысяч получившихся щенков они регистрировали структуру и продолжительность сна с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ), электромиограммы (ЭМГ) и других методов.

 

Схема эксперимента. / © Hiromasa Funato, Nature, 2016

 

Анализ позволил выявить две популяции мышей с выраженными нарушениями сна: «сонных» и «бессонных». Животные из первой группы спали в среднем 15 часов в сутки, что на 3,5 часа больше по сравнению с другими щенками и значительно больше, чем у здоровых мышей. В отличие от последних у «сонливых» особей также наблюдался более глубокий медленный сон. Вместе с тем они показывали нормальную реакцию на кофеин, что говорит о сохранности центров пробуждения. Циркадные ритмы «сонных» мышей затронуты не были.

 

По итогам генетического анализа этой популяции авторы выявили точечную мутацию в гене, который кодирует протеинкиназу Sik3. Моделирование аналогичной мутации у здоровых особей привело к схожим нарушениям сна. Сноподобное состояние при мутации гена наблюдалось также у круглых червей и дрозофилы фруктовой. Это указывает на эволюционную сохранность связи протеинкиназы со сном.

 

Области мозга, в которых экспрессируется матричная РНК (мРНК) Sik3: передний мозг (слева) и вся первичная моторная кора (справа). / © Hiromasa Funato, Nature, 2016

 

У особей из популяции «бессонных» была нарушена продолжительность БДГ-сна: по сравнению со здоровыми животными она сократилась на 44 процента. Анализ их ДНК определил мутацию в гене, кодирующем ионный канал Nalcn, — он участвует в регуляции циркадных ритмов дрозофил. В отличие от первой группы у «бессонных» особей также наблюдалось нарушение циркадных ритмов. В то же время обе мутации нарушали мозговую активность мышей вне зависимости от специфики генетических нарушений и фаз сна.

 

По мнению авторов, полученные данные помогут в дальнейших исследованиях генетики сна. Так, они указывают на возможную связь протеинкиназы Sik3 с гиперсомнией (патологической потребностью во сне). В свою очередь, Nalcn может играть роль в возрастных когнитивных нарушениях, которые проявляются в том числе сокращением продолжительности сна.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

Позавчера, 15:57
Илья Ведмеденко

В Сеть выложили новые изображения мощнейшего в истории Китая авианосца, который находится на заключительной стадии строительства. Кроме того, художник детально изобразил авиагруппу, состоящую из перспективных истребителей пятого поколения.

Сегодня, 12:28
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

12 октября
Елена Синицкая

Управление древностей Израиля обнародовало итоги раскопок огромного винодельческого комплекса. На нем в византийское и раннеисламское время делали виноградное вино, которым снабжали многие страны Средиземноморья.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: