科學家發現和做夢有關的基因

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我們一生中有近一半的時間都在睡覺，但許多與調節睡眠有關的生理機制對研究人員來說仍然是個謎。睡眠科學家特別感興趣的是快速眼動（REM）睡眠背後的分子機制，這種睡眠的特點是神經活動增強和夢的開始。

在最新發表在 Cell Reports 上的一項研究中，一組日本科學家確定了兩個與REM睡眠調節有關的關鍵基因。此外，當這些研究人員使用基因編輯技術CRISPR來「敲除」小鼠中的這種基因時，他們發現他們將REM睡眠減少到「幾乎檢測不到的水平」。

幾十年前，人們就知道一種叫做乙醯膽鹼的神經遞質——一種在腦細胞之間傳遞信息的化學物質，對於調節REM睡眠至關重要。然而，由於在清醒和睡眠期間釋放了大量的乙醯膽鹼，以及調節睡眠的神經網路的複雜性，尚不清楚究竟是哪些乙醯膽鹼受體參與了調節REM睡眠。

為了解決這個問題，研究人員使用了 CRISPR，它使用一種名為Cas9的酶來切除一小部分DNA，並在同一位置引入基因變化。在這種情況下，研究人員使用CRISPR選擇性地關閉編碼乙醯膽鹼受體的基因。

當研究人員敲除編碼為Chrm1和Chrm3的兩種乙醯膽鹼受體的基因時，他們發現這導致了「短睡眠特徵」。換句話說，小鼠的大腦活動表明它們在非REM睡眠階段循環，但幾乎沒有進入REM睡眠的跡象。

睡眠研究發現，REM睡眠是我們清醒生活中健康的重要組成部分。特別是，REM睡眠與認知能力有關，並且已被證明對嬰兒的大腦發育很重要。正如研究人員在他們的論文中總結的那樣，這些調節REM睡眠的基因的發現，將會進入更深入的測試，以「驗證REM睡眠是否在生物體的基本功能，如學習和記憶中發揮關鍵作用」。