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这种天赋你有吗?神经科学家追踪十年,揭秘新的“超人”基因
时间:2019-09-03 11:39:30来源:学术经纬
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提要:十年前,科学家第一次窥见真相。那是一对母女,她们很困惑自己每天早上4点左右就能起床,而且比起“早睡早起”者,她们晚上睡得并不算早。
这种天赋你有吗?神经科学家追踪十年,揭秘新的“超人”基因

  这个世界真的有一些“超人”。

  他们不会飞,但他们拥有这样一项超能力:每天比我们多出3个小时!

  由于天赋异禀,他们每天只需要睡4~6小时,就足以获得充分的休息——不需要闹钟,不是因为咖啡,更不是受996的鞭策,总之不是被逼的!比起“常人”需要7~9小时才能真正让大脑完成充电,“天生的短睡眠者”可以说每天都赢在起跑线上。

  加州大学旧金山分校(UCSF)的神经科学家傅嫈惠(Ying-Hui Fu)教授和同事Louis J. Ptáček教授一直在寻找这些人,以及他们背后的秘密。

  十年前,科学家第一次窥见真相。那是一对母女,她们很困惑自己每天早上4点左右就能起床,而且比起“早睡早起”者,她们晚上睡得并不算早。

  检查这对母女的基因序列时,傅教授在12号染色体的一个基因上发现了一个突变。她猜测,是这个DEC2基因的变化使这对母女早早起床。她制造了携带这个突变的转基因果蝇和小鼠,发现果蝇和小鼠也获得了超能力,分别可以每天少睡1、2个小时。这项结果当年发表在《科学》上,引起了轰动。

  “在我们发现第一个短睡眠基因之前,人们没有真正从基因的角度来思考睡多长时间的问题。”傅教授说。

  在找出了第一个促使人天生少睡的基因突变后,这支研究团队敏锐地推断,以睡眠的复杂性来看,肯定还有其他尚未发现的短睡眠基因。事实上,随着研究者找到更多连续几代人天生睡得少的家族,发现上面所说的DEC2基因并不能完全解释他们的超能力。

  十年磨一剑!就在最近,这支研究团队终于确定了让人拥有短睡眠能力的第二个基因。这项成果发表于神经科学领域权威期刊Neuron。

  利用基因测序和一种叫作“连锁分析”的技术,科学家们梳理了整个家族的基因组,把特定性状(在这里就是睡得少)与染色体上突变的确切位点关联起来。

  这一次,他们找到了一种名为ADRB1的基因。这个基因编码的蛋白与肾上腺素的信号有关,当它发生特定的突变时,携带这一突变基因的人,每晚睡眠时间平均不到6小时。

  为了弄清楚新发现的这个基因为什么能让人少睡,研究人员设计了一系列细胞实验和动物实验,检验突变版本和正常版本在功能上有啥不同。

  他们发现,ADRB1基因在动物脑干中一个叫作背侧脑桥的区域高度表达,而这个区域,正是负责调节睡眠的。

  利用光遗传学技术,研究人员让脑桥部位那些表达ADRB1的神经元受到特异地调控。当这些神经元被激活后,有趣的现象发生了:本来睡得好好儿的小鼠立马清醒!

  而当这些神经元中的ADRB1蛋白是突变版本时,促进清醒的神经元表现得更容易激活。进一步研究显示,突变版本还让大脑更容易被唤醒,并且在更长时间保持清醒。

  不过,在研究睡眠的科学家们看来,解释了为什么起得早、睡得少还不是全部,更令人好奇的问题是,为什么这些携带特殊基因的人似乎只“需要”较少的睡眠。

  研究中的天生短睡眠者,经过科学家的确认,都不是因为工作或其他原因被迫少睡,他们睡得少,精力还比普通人更旺盛。换句话说,常人需要长时间睡眠才能获得的好处(比如清除脑内的有害物质),这些天赋异禀的人在短短不足6小时的睡眠中尽可获得。

  “天生的短睡眠者在睡眠质量和睡眠效率上都很高,”傅教授介绍,“我们研究这些人,是想要弄清楚睡一个好觉到底是怎么做到的,最终我们希望每个人都能睡得更好,过得更快乐、更健康。”

  不多说了,就……恳请科学家们加油吧!

 

参考资料:

[1] Guangsen Shi et al., (2019) A Rare Mutation of β1-Adrenergic Receptor Affects Sleep/Wake Behaviors. Neuron. DOI: 10.1016/j.neuron.2019.07.026

[2] He, Y. et al, (2009). The transcriptional repressor DEC2 regulates sleep length in mammals. Science 325, 866–870.

[3] After 10-Year Search, Scientists Find Second ‘Short Sleep’ Gene. Retrieved Sep. 2, 2019, from https://www.ucsf.edu/news/2019/08/415261/after-10-year-search-scientists-find-second-short-sleep-gene

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