生物谷報(bào)道：線蟲是生物實(shí)驗(yàn)室中常用的一種模式動(dòng)物,，為生物學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)了很大的力量,。一項(xiàng)新的研究顯示，線蟲可能是破解一個(gè)關(guān)鍵的生物學(xué)秘密的關(guān)鍵,。這個(gè)謎團(tuán)就是,，我們?yōu)槭裁匆X。
來自美國(guó)賓夕法尼亞州大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在本周的《自然》雜志上公布說,，線蟲能夠處于一種類似睡眠的狀態(tài),。這項(xiàng)研究對(duì)了解睡眠的進(jìn)化和目的以及動(dòng)物的類似睡眠狀態(tài)具有重要意義。
此外,，這項(xiàng)研究的遺傳分析工作為使用線蟲來鑒定睡眠調(diào)節(jié)基因和睡眠疾病的藥物靶標(biāo)提供了新的線索,。
文章的第一作者David M. Raizen博士與其他研究人員合作證實(shí)，線蟲的發(fā)育期有一個(gè)行為靜止的階段,。和人類在睡眠中很少對(duì)外界有反應(yīng)一樣,，處于昏睡得線蟲也是如此。在缺少睡眠的情況下,，線蟲也和人一樣,，能夠更快、更深地入睡,。
通過證實(shí)線蟲也睡覺,，Raizen和同事不斷證實(shí)了睡眠在自然界中的普遍性，而且還提出了有關(guān)睡眠目的德假說,。
因?yàn)榛杷瘯r(shí)間與線蟲生命周期中神經(jīng)系統(tǒng)突觸變化時(shí)間相一致,，他們推測(cè)睡眠是神經(jīng)系統(tǒng)彈性維持所需的一種狀態(tài)。換句話說,，為了讓神經(jīng)系統(tǒng)生長(zhǎng)和變化,，就必須有活動(dòng)行為停止的時(shí)間。賓州的其他研究人員在動(dòng)物中證實(shí),，突觸變化發(fā)生在睡眠過程中,，并且睡眠的剝奪導(dǎo)致這些突觸變化的干擾。
另外,，該研究組將線蟲作物一個(gè)模型系統(tǒng)鑒定出一個(gè)調(diào)節(jié)睡眠的基因,。這個(gè)基因編碼一種蛋白質(zhì)激酶，受小分子cyclic GMP的調(diào)節(jié),。該基因雖然之前有過研究,，但卻不知道它在睡眠調(diào)節(jié)中也起到一定作用,。研究表明，這種基因在調(diào)節(jié)人類睡眠過程中起到一定的作用,，并且為研制新的睡眠疾病藥物開辟了新路,。研究的負(fù)責(zé)人表示，這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)為睡眠功能研究開辟了全新的路線,。
生物谷推薦原始出處：
Nature advance online publication 9 January 2008 | doi:10.1038/nature06535; Received 21 August 2007; Accepted 13 December 2007; Published online 9 January 2008
Lethargus is a Caenorhabditis elegans sleep-like state
David M. Raizen1,2, John E. Zimmerman1, Matthew H. Maycock1, Uyen D. Ta1,2, Young-jai You5, Meera V. Sundaram3 & Allan I. Pack1,4
Center for Sleep and Respiratory Neurobiology,
Department of Neurology,
Department of Genetics,
Division of Sleep Medicine, Department of Medicine, University of Pennsylvania School of Medicine, 3400 Spruce Street, Philadelphia, Pennsylvania 19104, USA
Department of Molecular Biology, University of Texas Southwestern Medical Center, 6000 Harry Hines Boulevard, Dallas, Texas 75390-9148, USA
Correspondence to: David M. Raizen1,2 Correspondence and requests for materials should be addressed to D.M.R. (Email: [email protected]).
There are fundamental similarities between sleep in mammals and quiescence in the arthropod Drosophila melanogaster, suggesting that sleep-like states are evolutionarily ancient1, 2, 3. The nematode Caenorhabditis elegans also has a quiescent behavioural state during a period called lethargus, which occurs before each of the four moults4. Like sleep, lethargus maintains a constant temporal relationship with the expression of the C. elegans Period homologue LIN-42 (ref. 5). Here we show that quiescence associated with lethargus has the additional sleep-like properties of reversibility, reduced responsiveness and homeostasis. We identify the cGMP-dependent protein kinase (PKG) gene egl-4 as a regulator of sleep-like behaviour, and show that egl-4 functions in sensory neurons to promote the C. elegans sleep-like state. Conserved effects on sleep-like behaviour of homologous genes in C. elegans and Drosophila suggest a common genetic regulation of sleep-like states in arthropods and nematodes. Our results indicate that C. elegans is a suitable model system for the study of sleep regulation. The association of this C. elegans sleep-like state with developmental changes that occur with larval moults suggests that sleep may have evolved to allow for developmental changes.
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美國(guó)科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn),，雖然絕大多數(shù)魚類沒有眼瞼而無法像人類一樣閉合眼睛，但其實(shí)魚不僅像人類一樣睡覺,，而且可能遭受與人類類似的失眠困擾,。對(duì)魚類睡眠機(jī)制的研究有助于解開人類自身睡眠的密碼。
也賴床
來自加州斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們經(jīng)過對(duì)斑馬魚的研究得出這一結(jié)論,。研究論文發(fā)表于１６日出版的《科學(xué)公共圖書館生物學(xué)》月刊,。
論文作者橫川東平（音譯）說，研究人員利用紅外線攝像機(jī)在黑暗中觀察魚缸里斑馬魚的活動(dòng),，發(fā)現(xiàn)它們?cè)谝估飼?huì)停留在水面附近或魚缸底部,，不僅一動(dòng)不動(dòng)，還會(huì)把尾鰭低垂,。
為證明斑馬魚尾鰭低垂時(shí)是處于睡眠狀態(tài),，研究人員用微弱電脈沖刺激它們活動(dòng)，隨后觀察它們是否會(huì)重回原先靜止?fàn)顟B(tài),。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，斑馬魚受脈沖干擾后不久不僅恢復(fù)靜止?fàn)顟B(tài)，還會(huì)把這種狀態(tài)保持更長(zhǎng)時(shí)間,。
橫川說,，斑馬魚這種睡“回籠覺”的現(xiàn)象與人類睡覺被吵醒后繼續(xù)蒙頭大睡、有時(shí)還會(huì)賴床的情況相似,。
也失眠
科學(xué)家們?cè)谘芯窟^程中發(fā)現(xiàn),，魚類不僅會(huì)睡覺，還可能患上失眠癥,。
研究人員選取一些帶有變異基因的斑馬魚，把它們的睡眠狀況與正常斑馬魚作比較,。結(jié)果顯示,，帶有變異基因的斑馬魚總體睡眠時(shí)間比普通斑馬魚少３０％，而且它們每次睡眠持續(xù)時(shí)長(zhǎng)也比普通魚短一半,。研究人員由此認(rèn)為,，這些帶有變異基因的斑馬魚正遭受與人類類似的失眠困擾。
研究人員解釋說,，斑馬魚之所以會(huì)產(chǎn)生失眠現(xiàn)象,，是因?yàn)轶w內(nèi)一種神經(jīng)肽感受器發(fā)生變異,。這種神經(jīng)肽由位于下丘腦的神經(jīng)元分泌。下丘腦在大腦中負(fù)責(zé)控制食欲,、睡眠等基本生理活動(dòng),，其神經(jīng)元分泌的神經(jīng)肽能夠?qū)Π唏R魚困倦與否產(chǎn)生影響。
人體內(nèi)的同種神經(jīng)肽異常也能引起人的睡眠紊亂,。與魚類不同的是,，人體如果缺乏這種神經(jīng)肽，則可能患上嗜睡癥,。
