nature

当前位置: Nature » 神经科学 » 正文

Nature:日本科学家发表睡眠相关研究论文

摘要 : 2016年11月2日,国际学术权威刊物自然出版集团《Nature》杂志在线发表了日本筑波大学Masashi Yanagisawa研究员题为“Forward-genetics analysis of sleep in randomly mutagenized mice”的研究论文

2016年11月2日,国际学术权威刊物自然出版集团《Nature》杂志在线发表了日本筑波大学Masashi Yanagisawa研究员题为“Forward-genetics analysis of sleep in randomly mutagenized mice”的研究论文, 研究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。

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。

Hiromasa Funato说:“Sleepy突变体小鼠对睡眠剥夺表现出一种夸张的反应。检测睡眠剥夺的小鼠的大脑,研究人员发现,SIK3蛋白内的氨基酸磷酸化发生了变化。这些变化被Sleepy小鼠中的Sik3突变所干扰,这就是为什么它们有增加睡眠的需求。”

研究人员确定的第二个睡眠表型,具有缩短的和不稳定的快速眼动睡眠周期。本文共同作者Chika Miyoshi说:“这种突变谱系,命名为Dreamless,在Nalcn基因中携带一个突变,该基因编码一个离子通道,被认为可控制神经元的兴奋性。Dreamless突变体会导致通过通道的离子电导增加,并增加REM终止神经元的活动,这与REM睡眠不稳是一致的。”

在果蝇和线虫中,Sik3相关基因也被证明参与调节这些动物的睡眠样行为的数量,而以前有研究发现,Nalcn相关的果蝇基因突变控制着神经元兴奋性的昼夜变化。无脊椎动物基因的这些保守作用,对于控制所有动物的睡眠具有重要意义。

Masashi Yanagisawa说:“我们希望这些关键基因的发现才刚刚开启睡眠调节这个黑盒子。令人惊讶的是,我们对于‘我们大脑中的瞌睡是什么东西’这样的简单问题,几乎一无所。我们将从这些基因开始,并尝试解开这个巨大的谜团。”

原文链接:

Forward-genetics analysis of sleep in randomly mutagenized mice

原文摘要:

Sleep is conserved from invertebrates to vertebrates, and is tightly regulated in a homeostatic manner. The molecular and cellular mechanisms that determine the amount of rapid eye movement sleep (REMS) and non-REMS (NREMS) remain unknown. Here we identify two dominant mutations that affect sleep and wakefulness by using an electroencephalogram/electromyogram-based screen of randomly mutagenized mice. A splicing mutation in the Sik3 protein kinase gene causes a profound decrease in total wake time, owing to an increase in inherent sleep need. Sleep deprivation affects phosphorylation of regulatory sites on the kinase, suggesting a role for SIK3 in the homeostatic regulation of sleep amount. Sik3 orthologues also regulate sleep in fruitflies and roundworms. A missense, gain-of-function mutation in the sodium leak channel NALCN reduces the total amount and episode duration of REMS, apparently by increasing the excitability of REMS-inhibiting neurons. Our results substantiate the use of a forward-genetics approach for studying sleep behaviours in mice, and demonstrate the role of SIK3 and NALCN in regulating the amount of NREMS and REMS, respectively.

来源: Nature 浏览次数:0

热门文章TOP

RSS订阅 - 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容: - 网站地图
网站联系电话:020-87540820 备案号:粤ICP备11050685号-8 增值电信业务经营许可证:粤B2-20120479
©2011-2015 生物帮 All rights reserved.