Bilim adamları bulduk anahtarları uyku beyindeki fare

Biyologlar okudu uyku, fazla yüz yıl. Zamanla yukarı ortaya çıkmaya başladı ilginç ayrıntılar: uyku yoksunluğu, şimdi bildiğimiz gibi, ölümcül olabilir. Uykulu basınç — ihtiyaç — rüyada artar, artık biz uyanık. Gibi insanlar ve diğer memeliler, uyku iyi görülmelidir, ifadesinde beyin aktivitesi. Yavaş yavaş жужжащей hattı EEG oluşmaya başlar serisi изломов, sözde karotis iğ, halka açık parlak kızdırma monitörler laboratuvar uyku.

Ancak tüm bu titiz gözlem moleküler makinenin arkasındaki bizim gece imkanı bilinç kalır en derin sırlarını modern biyoloji. «Механистическом düzeyde bilmiyoruz, bize uyumak istiyorum,» diyor Amita Segal, хронобиолог state Üniversitesi, iletken araştırma uyku meyve мушках. Biyologlar zorla mutasyona binlerce laboratuvar organizmalar gibi sinekleri, seçme, onlara sahip olanlar varsa, sapma diyagramları, uyku ve okudu genleri. Ayrıca okumuş insanlar uyku bozuklukları. Fikir ne ise, biz hangi genler ihlal — insanlar neden uykuya masa üstünde veya sinekleri çok uykulu vermek için çoluk çocuk, — varacağız bir anlayış, neden biz hiç uyumak isteriz ve neden oluşur, uyku moleküler düzeyde.

Ve işte bir grup bilim adamı, Japonya ve Teksas açıkladı ilk sonuçlar мощнейшего deney çıktısı aynı yaklaşım, ama içeren fareler üzerinde daha önce görülmemiş ölçüde. Birkaç yıldır bilim adamları, geçirdikleri mutasyon genlerin bin fareler takıp onları dalga monitör, beyin ve izledim onları uyku. Yeni bir makalede Nature bilim adamları, ortaya iki gen katılabilir biyolojik bir makine uyku. İlk bulundu farelerde gereken daha fazla uyku, daha genellikle. Başka bir bulduk farelerde harcamak daha az uyku hayalleri ile (faz hızlı göz hareketleri, REM). Bu sonuçlar koyduk önce araştırmacılar tarafından uyku yeni hedefler ve teşvik büyüyen bir dalga üzerinde araştırma tanımlamak için moleküler bir temel uyku.

Bir Fikir tutmak için böyle bir deney ortaya çıktı 2007 yılında, şu Masashi Янагисава. O zaman biyolog çalıştı Güneybatı tıp merkezinde, Teksas üniversitesi. İlgilendiğinden araştırma uyku on yıl önce, ne zaman arkadaşları ile birlikte çözdü avı ilginç nörotransmitterlerin tanımlayarak, adaylar protein ile ilişkili olduğu narkolepsi. Hasta narkolepsi aniden geçmek döneme hızlı göz hareketleri (uykuya), şimdi bile güldü ya oturmuş sohbet. Araştırma katılımı ile kemirgen duyan yoktu bu protein, ve koloni нарколептических köpek Stanford, yanı sıra araştırma, insanlar, kısa bir süre belirledik rolü protein. Sözde орексин insanlara yardımcı uyanık — ama hikayenin tamamı bu değil. Bilim adamları ve nöronlar sorumlu devlet anksiyete ve sedasyon. Янагисаве oldu, daha ilginç ve daha fazla kesmek istedim siyah bir kutu uyku.

çok uzun zaman önce biyologlar öğrenmeye başladı binlerce mutant sinekleri uyanık genlerin uyku. İçin sinekleri, seminer, sürekli hareket halinde, ne zaman uyanık, bilim adamları, tek bir «rüya» gibi hareketsizlik dönemleri. Ama altın standart için birçok insan uyku — elektroensefalografi ya da EEG, izlemenize olanak sağlayan bir uyku aşamasında, ölçüm beyin aktivitesi. İlginç olurdu bu yöntemi deneyin fareler düşündüm Янагисава. Evet, onların ıslahı ve içeriği daha pahalı olacaktır, daha sinekleri, ama onlara vereceğini implantlar gözlemlemek için EEG. Fare ve evrimsel olarak daha yakın insanlara. Bu nedenle, bir bilim adamı birleştirdi çabaları ile Joseph Таканаши Güney-Batı üniversitesi, uzmanı tarafından derin araştırma fareler.

Onlar karar mümkün olacak haftalık oluşturmak için 30-40 mutant fareler, implant monitörler beyin aktivitesi onlara baş ve gözlemlemek, ne kadar uyudukları ve ne kadar harcamak zaman her uyku aşamasında. Bu çalışmada генерировало aynı veriler ve çalışmalar, insanlar. Fareler sapmalar oldu ortaya, göre, beyin etkinliği, ve sonra da elemek genleri arayan sapmalar sorumlu genler.

Pilot aşaması başladı, birkaç yüz hayvan. «Her bir fare olabilir bir hazine» diyor Янагисава. «Sadece anlamaya hangisi». Onlar çok yakında bulundu, fare ile uyku bozuklukları. 2009 yılında Янагисава var büyük hibe Japonya hükümeti keşfetmek için ideal bir uyku. Grant o kadar büyük ki, ona izin oluşturmak için merkezi Üniversitesi, Tsukuba, Japonya, devam etmek için gözlem daha büyük bir ölçekte. «Şimdi biz 100 kadar fareler bir hafta içinde» diyor Янагисава.

Bir iş Nature sunulan araştırma sonuçları, 8000 fareler. Yıllar boyunca, Segal ve diğer araştırmacılar, onlar duydum, bilmediğim bir şey hakkında ilerleme bu grup. Ancak isimleri genler her zaman tuttu ve sade bir sır. Segal diyor toplantısı, hangi araştırmacı laboratuvar Янагисава поддразнивающе seyirci sorulduğunda: «Sormak, ne öğrenmek istiyorum?». Kalabalık kükredi cevap: «Söyleyin genler!».

«bu Yüzden ben çok mutlu oldu görmek için bir iş», gülerek diyor Segal, «ve, son olarak, öğrenmek için olduğunu ve bu genleri».

İlk gen, bir tarif, bir takım bilim adamları, oluşturur protein denilen SİK3. Fare mutant genom SİK3 harcamak daha az zaman modunda uyanık — her gün onlar uyurken 30% daha diğer fare. SKİ3 bu enzim kullanan bir pil hücre — molekül enerji depolamabaşlıklı ATP aktivasyon için diğer proteinler. Ne zaman bilim adamları araştırdı doğa bu mutasyon keşfetti, o kaldırmış anahtarı SİK3. Mutasyon break up SİK3 modunda «on».

Başka bir gen bulduk, fare, bir, harcama daha az zaman normal faz uyku hızlı göz hareketleri, yanlışlıkla düşen ve выпадая bu durum genellikle süren boyunca öngörülebilir bir süre. Mutasyon bu durumda oldu protein NALCN hareket eden bir kanal olarak hücre duvarlarında nöronlar. Bu protein sağlar iyonların aracılığıyla savaş. Özellikle bu fare mutasyon olabilir neden nöronal aktivite, bir çok erken sinirlendiriyor muyum hayvan faz hızlı göz hareketi.

Belirlenmesi genlerin, uyku ile ilişkili, neden olur anında cevaplar. Uyku çok önemlidir hayatta kalmak için, ataları, her uyku bir yaratık yaşıyor bugün, riske ölüm için her gün yapmak. Bu da demektir ki, her birimiz, vücutta bir kitle var, yolu uyku neden. Mekanizmaları olmalı bir sürü için onları zor kırmak için rastgele bir mutasyon, gen veya başka bir şey ekarte etmek için bir fırsat uyku tamamen. Мутантная bir sinek doğacak ağır hastalığı olan uyku, içinde nesiller olacak üretmek için giderek daha büyük ve daha büyük bir ihtiyaçtır uyku, diyor Segal. Bu-ebilmek var olmak bir rahatsızlık bilim adamları için, ama aynı zamanda güvenirlik, bir uyku gibi bir mekanizma. Ve çoğu genlerin, uyku ile ilişkili bulundu, son on yılda bir sürü vardı randevular. «Yok, tek bir genin «uyku», diyor Divya Ситараман, uyku araştırmacı Üniversitesi, San Diego. «Genlerin temel özellikleri çok etkileyen bir rüya».

Yeni Bir iş verilmiştir mükemmel bir örnek. SİK3, ortaya çıktı gibi, gösterir sadece beyinde. Yıllar boyunca, bilim adamları ne için kullanılır vücutta. İle ilişkili metabolik sorunlara neden olabilecek uyku hali, vücudun, diyor Tom Скаммелл, doktor ve araştırmacı uyku Harvard tıp fakültesinde. Tıbbi araştırma, fareler için yardımcı olabilir, ortaya, ilgili, olup bu hali ile etkisi SKİ3 bir rüya ya da, örneğin, karaciğer hasarı veya böbrek hastalığı.

Ancak, olarak, çalışmak, hayvan modelleri belirlemek için devam ediyor, daha fazla uyku ile ilişkili genler, insanlar bu set gerektiren daha ciddi bir yaklaşım. Bilim adamları dizildi binlerce insan zamanına göre uyku, okuyan genleri ortaya çıkarmak için ikisi arasında herhangi bir iletişim ve desenleri. Ancak araştırmalar getirmek değil, somut sonuçlar.

şimdiye Kadar ortaya pek dernekler genler, diyor Rick Saxena, genetikçi Harvard tıp okulu. Bunun nedeni, büyük olasılıkla, bol mekanizmaları zorlama açma hizmeti — yok veya bulamadım tam olarak ifade genlerin etkisi olduğu ortaya genel bir arka plan üzerinde.

Ancak, bu kesinlikle normal bir nispeten yeni bir araştırma alanı. Evet, rüyalar keşfetmek uzun zaman önce, ama yakın zamana kadar bu çalışmalar giydi, son derece açıklayıcı. Şimdi bu çalışmalar daha механистичны. Bu arada Янагисава ve arkadaşları devam gözlemlemek uykuda kemirgenler. Ve inan bana, bu çok ilginç.