艾德思：Science最新发现的睡眠基因揭示了睡眠其实是为了抵抗疾病增强免疫力



人类有将近三分之一的时间在沉睡中度过,但睡眠仍然是生物学中最持久的谜团之一. 到底是什么样的遗传或分子层面的力量驱使睡眠需求,我们直到现在依然知之甚少. 2019年2月1日,顶尖学术期刊  Science  杂志发表了一项来自宾夕法尼亚大学和哈佛大学合作的最新研究成果( 图1 ).

该研究团队通过研究超过12000个果蝇品系, 发现了一个叫做 nemuri 的调控睡眠的基因. nemuri 基因在大脑中表达一种抗菌肽,在被感染后提高睡眠时长和深度,并对抗感染,增加抵抗力和存活率.

这一发现也解释了为什么人类在生病时会更容易困 ,这种生病时睡眠增加并不是疾病直接导致的. NEMURI蛋白抵抗感染,很可能才是睡眠睡眠增加的真正驱动力.

鉴于这一发现的重要性, Science  杂志同期发表了一篇题为: Linking immunity and sickness-induced sleep  的论文,介绍这一重要发现  .

生病期间往往会感到疲倦和困顿,但其实人们生病期间对睡眠需求的增加是源于自身免疫和神经系统释放信号分子,不是感染因子本身所导致的.

为了找到新的与睡眠相关的基因,该研究团队在成年果蝇的神经系统中过表达了8000多个基因,并评估它们对睡眠的影响.

最终,只有 nemuri 基因会增加睡眠时间和深度. 由 nemuri 基因编码产生 NEMURI蛋白 , NEMURI蛋白同时也是 一种 抗菌肽 . 所以睡眠与免疫力之间很可能存在着深层次的联系.

NEMURI蛋白 是一种分泌型蛋白,具有直接的抗菌特性,因此它是一种真正的抗菌素.

在神经系统中过表达 nemuri 基因 ,既增加了果蝇的睡眠,也增加了果蝇在细菌感染中存活的能力.

在细菌感染后, nemuri 基因 失活的果蝇相对于 nemuri 基因 的果蝇表现出较小的睡眠增加. nemuri 基因具有正常条件下调节睡眠稳态,以及感染后增加睡眠的双重作用. 睡眠剥夺或细菌感染会诱导果蝇脑中 nemuri 基因过表达.

该研究鉴定的 nemuri 基因 .揭示了神经和免疫系统可以将压力(睡眠剥夺或感染)转化为睡眠的增加的新机制.

人类拥有超过100种不同的抗菌肽,因此 这项工作也表明,人类抗菌肽很可能具有类似的诱导睡眠特性,具有潜在的临床意义.

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