在脊椎动物和无脊椎动物中,睡眠是一种重要的动物行为。哺乳动物的睡眠是由严格控制的快速眼动(REM)睡眠和非REM睡眠周期组成的。最近的研究已经发现,在不同脑区中的神经网络,可让我们在觉醒、快速动眼睡眠和非快速动眼睡眠之间进行切换。然而,调节这些开关的分子机制还是未知的。
现在,日本筑波大学的研究人员,对携带随机突变的小鼠进行了研究,以分离那些具有睡眠/觉醒异常的小鼠。这种大规模的筛选过程,确定了睡眠表型和突变基因,揭示了两种蛋白质对于调节睡眠需要和维持快速眼动睡眠周期的作用。相关研究结果发表在最近的《Nature》杂志。
以前的工作确定了某些基因,它们控制着携带随机突变的果蝇的睡眠,但在小鼠中进行相同的实验在技术上更具挑战性,因为需要测量睡眠/觉醒中的脑电活动,事实上许多冗余的机制参与了睡眠调节。
研究人员使用化学诱变方法,将随机突变引入小鼠体内。通过观察小鼠,他们发现了一个突变谱系,命名为Sleepy,这些小鼠的睡眠时间延长。这个谱系在Sik3基因中携带突变,它编码一种酶(SIK3),在控制其他蛋白质的大脑神经元中表达。
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