单个基因可以破坏睡眠(基因对睡眠的影响)
生物体的大部分生物功能,例如睡眠-觉醒周期、体温、心率、血压、激素的产生,以及认知能力、情绪或记忆,都受昼夜节律(一个 24 小时周期)的调节。因此,正是由于这个位于下丘脑中的人体内部时钟,我们从早上到一天结束最清醒,我们的体温在白天显着升高,而在晚上肠道收缩较少。
所有动物和植物物种都有自己的昼夜节律,UNIGE 科学学院遗传与进化系教授 Emi Nagoshi 的实验室正在使用果蝇(在成熟果实上发现的小苍蝇)详细研究其机制调节这些内部时钟。果蝇是遗传研究的首选模型:不仅果蝇及其基因组在实验室中可以很容易地进行操作,而且果蝇和高等生物之间的许多基因是保守的,这通常可以扩展发现的范围,从果蝇对人类。
监测果蝇的睡眠
使用红外传感器检测管中苍蝇的运动,科学家可以轻松分析它们的睡眠-觉醒周期。在 24 小时内,苍蝇晚上会睡大约 10 个小时,然后整天都在活动,除了大约 4 到 5 个小时的小睡。生物学家对睡眠-觉醒周期失调的果蝇感兴趣,并且其大脑的特定区域由于其特征形状而被称为“蘑菇体”,受到了损害。他们分析了健康果蝇大脑这一区域的基因表达。“我们确定了一个基因,Nf1,它的表达根据果蝇的睡眠-觉醒阶段而波动:当果蝇清醒时它的表达会增加,而在睡眠期间它的表达会减少,”遗传学系研究员布兰卡拉戈索利斯解释说和进化。为了证实该基因与昼夜节律之间的联系,生物学家观察了该基因表达较弱的果蝇,无论一天中的哪个时间。“这些苍蝇完全失调,有更多的睡眠阶段,”布兰卡拉戈索利斯报道。