Биологи случайно нашли гены быстрого и медленного сна — Naked Science
5 минут
Редакция

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.
Вчера, 10:13
4 минуты
Сергей Васильев

Астрономы сообщили об открытии OGLE-2016-BLG-1928 — самой маленькой из «планет-сирот», свободно летящих между звездами.

Вчера, 21:11
6 минут
Василий Парфенов

Британский мультимиллионер и экоактивист Дэйл Винс (Dale Vince) объявил, что его предприятие готово производить экологически чистые алмазы. Необходимая для этого энергия поступает от «зеленых» электростанций, а сырье — прямо из воздуха.

5 часов назад
3 минуты
Редакция

Известный шведский производитель автобусов и грузовых автомобилей, компания Scania, представил полностью автономный грузовой автомобиль. У Scania уже были самодвижущиеся грузовики, однако до сих пор в них было место для водителя, который мог при необходимости брать управление на себя. Scania AXL не имеет кабины – и это совершенно другой подход к созданию автономного транспорта.

27 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

16 октября
6 минут
Василий Парфенов

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: