《自然》: 嗜睡和無夢基因

我每天睡8到9個小時。同事中有睡7個半小時的。實驗室的本科生有隻睡5到6個小時的。

都是小於120年的壽命，每天少睡1個小時，就平白多出了 120年 * (每天的1/24) = 5年 清醒的時間！每天少睡4個小時的話，就是 20年！觸目驚心。

（以及這麼算的話，20歲的本科生清醒的時間已經和24歲的我幾乎一樣長了。真是把虛長的年歲都活到枕頭上去了。。。）

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那麼睡得多還是少的遺傳基礎是什麼呢？能不能通過改變基因來減少睡眠時間？

知乎上查一下，果然有人和我想的一樣... 下面的回答描述了許多和晝夜節律有關的基因：

有沒有可能通過敲掉一部分基因，使個體不再需要那麼長時間的睡眠？

這裡再介紹一種新發現的調控睡眠的基因。有趣的是，它似乎在改變睡眠時間的同時，並不影響晝夜節律。可惜的是，方向反了...

以下出自16年11月的《自然》，作者是 Funato 等人，標題為 《隨機突變小鼠睡眠模式的正向基因學分析》[1] 。

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作者用化學方法 (ENU) 在小鼠的遺傳物質中產生隨機突變，並通過腦電和肌電 (EEG/EMG) 檢測了 8000 多個後代 (F1) 的睡眠模式。比起簡單觀測動物的活動情況，這一手段使作者得以檢測睡眠中快速眼動和非快速眼動睡眠 (REMS, NREMS) 的時間。

這種隨機突變-檢測性狀的研究方法被稱為正向基因學，因為不含有哪些基因「應該」影響哪些行為的假說 (hypothesis-free)，是發現有趣基因的黃金標準。

嗜睡基因 sleepy

在這麼多個隨機突變中，其中一隻小鼠的後代特別能睡。作者將這一譜系稱為 Sleepy (Slp)

這大概是我和那個本科生之間的差別。。。

有趣的是，Slp 突變並不影響快速眼動睡眠 (REMS) 時間，而是增加了非快速眼動睡眠 (NREMS) 的時間。也許這些嗜睡小鼠睡得多，但做夢的時間還是一樣的？

嗜睡基因的功能

生物學家們會感興趣 Sleepy 究竟是如何增加睡眠時間的。這裡不詳細展開，簡單提一下主要的發現。Sleepy 是蛋白激酶 Sik3 的單鹼基突變，導致合成出少了一塊的 Sik3 (因為跳過了外顯子13)。那麼 Sik3 是如何控制睡眠時間的？尚不清楚。不過很快就會有好多人去研究吧。

其他動物也有 Sik3。事實上 Sleepy 變異所影響的13號外顯子在脊椎動物中高度保守：

上圖高亮部分為各種動物Sik3基因的一個保守位點。最下面的兩種為果蠅和線蟲。因為比較方便，作者順便變異了它們的 Sik3，並觀測到了與小鼠中類似的結果。也就是說，Sik3 可能在所有脊椎動物中都承擔調控睡眠需要的功能。

無夢基因 Dreamless

在另一隻變異小鼠的後代中，作者發現了 Dreamless (Drl) 變異，使得這些小鼠的快速眼動睡眠 (REMS) 時間大大減少 (約40%)。

Dreamless 的功能相對比較容易理解：Drl 是離子通道 Nalcn 的單氨基酸變異，而 Nalcn 可能控制了多個參與調控 REMS 的腦幹神經核的活動狀態 (via change in excitability)。

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我也每天都睡好多。所以我是不是有 Sleepy 變異啊？

這 (ji) 個 (ben) 說 (bu) 不 (ke) 准 (neng)，但是Sleepy是單染色體遺傳的顯性變異，如果你真有此變異，就可以開始打電話調查親戚睡眠規律，做個家族圖譜玩了~

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[1] Funato, H., Miyoshi, C., Fujiyama, T., Kanda, T., Sato, M., Wang, Z., … Yanagisawa, M. (2016). Forward-genetics analysis of sleep in randomly mutagenized mice. Nature.