Биологи случайно нашли гены быстрого и медленного сна
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, 09:58
5 минут
Сергей Васильев

Белок, выделенный из крови «тренированных» мышей, запускает такое же улучшение когнитивных функций и без всяких физических нагрузок.

Позавчера, 10:59
39 минут
Александр Березин

На протяжении многих лет ученые пытались найти загадочные частицы темной материи – вимпы. Последние исследования показывают, что они вряд ли существуют. Однако неожиданные открытия 2016-2020 годов указывают: темная материя вполне может обойтись и без единой новой частицы. Только вот природа ее совсем не такая, как ожидалось. Более того: если все так, то наша Вселенная – циклическая. Такая Вселенная-феникс могла уже не раз пройти через сменяющие друг друга циклы расширения и сжатия. Попробуем разобраться, в чем тут дело.

9 часов назад
6 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

5 июля
26 минут
Илья Ведмеденко

Новый БПЛА С-70 «Охотник» может стать главным российским проектом в сфере боевой авиации. Но сначала ему нужно подтвердить свою пользу.

7 июля
3 минуты
Сергей Васильев

Моделирование показало, что планеты класса мини-нептунов могут быть покрыты океаном воды в состоянии сверхкритического флюида — промежуточном между обычной жидкостью и газом.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

1 июля
5 минут
Мария Кривоченко

Один из детекторов Большого адронного коллайдера обнаружил новую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Физики полагают, что это первый представитель неописанного класса частиц.

27 июня
8 минут
Sergei Sobol

Уроки астрономии вернулись в российские школы в 2018 году. За то время, пока эта наука была необязательным предметом, в ней произошло много событий, не все из которых нашли отражение в учебниках. Кроме того, в них и раньше не были упомянуты многие интересные факты.

[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: