UCSF: n tutkijat, jotka tunnistivat kaksi tunnettua ihmisen geeniä, jotka edistävät ”luonnollista lyhyttä unta” – yöunta, joka kestää vain neljä-kuusi tuntia mutta jättää ihmiset hyvin levänneiksi – ovat nyt löytäneet kolmannen, ja se on myös ensimmäinen geeni, jonka on koskaan osoitettu estävän muistivajeita, jotka normaalisti liittyvät univajeeseen. Tutkijat uskovat, että tämä uusin löytö voi jonakin päivänä johtaa siihen, että unta parantaville ja unihäiriöitä hoitaville hoidoille löytyy huumaava kohde.
havainnot, Tarkennettu lokakuussa julkaistussa tutkimuksessa. 16, 2019, Science Translational Medicine, julkistettiin vain viikkoja sen jälkeen, kun sama tiimi ilmoitti löytäneensä toisen lyhyen unen geenin, saavutus, joka oli vuosikymmenen tekeillä.
”kymmenen vuotta sitten, kun tunnistimme ensimmäisen lyhytunigeenin, unigenetiikan ala oli lapsenkengissään. Ihmiset eivät uskoneet, että geenit voisivat merkittävästi vaikuttaa unikäyttäytymiseen, ja isot läpimurrot olivat harvinaisia. Nykyään ala etenee paljon nopeammin, ja alamme saada paremman kuvan siitä, kuinka tärkeitä geenit ovat hyvien yöunien saamiselle”, sanoi tohtori Ying-Hui Fu, neurologian professori ja UCSF Weill Institute for neurotieteiden jäsen, joka on johtanut tutkimusryhmiä, jotka tunnistivat kaikki kolme tunnettua lyhytunigeeniä.
Fu ryhmineen tunnisti Isä-Poika-parin uusimman geenin, jonka keskiarvot olivat vain 5,5 ja 4.3 tuntia unta joka yö, vastaavasti – paljon vähemmän kuin kahdeksan tai enemmän tuntia, että useimmat ihmiset tarvitsevat välttääkseen tunne univajetta.
Ying-Hui Fu, ft, ja Louis Ptáček, MD, vanhemmat kirjoittajat tutkimuksessa, jossa he tunnistivat kolmannen ”lyhyen unen” geenin. Tutkijat uskovat, että tämä uusin löytö voi jonakin päivänä johtaa siihen, että unta parantaville ja unihäiriöitä hoitaville hoidoille löytyy huumaava kohde.
”univajeeseen liittyy vakavia terveydellisiä seurauksia”, sanoi neurologian professori Louis Ptáček, uuden tutkimuksen toinen kirjoittaja ja Weill-instituutin jäsen. ”Ihmiset, jotka ovat kroonisesti univajeessa, kärsivät todennäköisemmin liikalihavuudesta, diabeteksesta, sydän-ja verisuoniongelmista, masennuksesta ja kognitiivisista vajauksista.”
mutta kuten muut luonnolliset lyhyet nukkujat, isä-poika-pari ei näytä kokevan mitään niistä haitallisista kognitiivisista tai fyysisistä vaikutuksista, jotka yleensä liittyvät univajeeseen. Fu ja Ptáček halusivat tietää miksi.
tutkijat suorittivat geenien sekvensoinnin sekä isälle että pojalle ja nollasivat yhden kirjaimen mutaation geenissä nimeltä NPSR1, joka koodaa signalointiproteiinia, joka istuu neuronien pinnalla ja jonka on aiemmin osoitettu osallistuvan unen säätelyyn. Kuten muidenkin tunnettujen lyhytunisten geenien mutaatiot, tämä mutaatio on erittäin harvinainen, ja sitä esiintyy alle yhdellä 4 miljoonasta ihmisestä.
ymmärtääkseen geenin toimintaa aivoissa tutkijat tekivät sarjan kokeita hiirillä, jotka oli geenimuunneltu kantamaan identtistä mutaatiota npsr1: n hiiriversiossa. Mutaation saaneet hiiret nukkuivat vähemmän aikaa ja olivat fyysisesti aktiivisempia kuin ilman sitä olleet, osittain siksi, että biokemiallisella tasolla npsr1: n mutanttiversio käyttäytyy eri tavalla kuin proteiinin yleisempi versio.
NPSR1 on osa aivojen signalointireittiä, joka edistää valveillaoloa. Aktivoituessaan se kytkee muita proteiineja samalla reitillä liittämällä niihin kemiallisen muunnoksen. Testatakseen, kykenivätkö NPSR1: n mutantti-ja ei-mutanttiversiot aktivoimaan tämän reitin osia samassa määrin, tutkijat ruiskuttivat yhdistettä, joka laukaisee NPSR1: n sekä normaaleihin että geenimanipuloituihin hiiriin. Tämän jälkeen he tarkastelivat npsr1: stä alavirtaan tulevia proteiineja nähdäkseen, kuinka moni niistä oli kemiallisesti muunneltu aktivoitumisen edistämiseksi. He havaitsivat, että mutantti NPSR1 aktivoi paljon enemmän loppupään proteiineja kuin ei-mutanttiversio.
tutkijat tekivät tämän jälkeen täydentävän kokeen ja havaitsivat, että mutantti NPSR1 on helpompi laukaista kuin proteiinin ei-mutanttiversio. Yhdessä nämä tulokset viittaavat siihen, että lyhyeen uneen liittyvä npsr1-versio on helpompi aktivoida, ja se on myös parempi kytkemään päälle muita tämän valveillaoloa edistävän polun komponentteja.
tutkijat kääntyivät seuraavaksi muistitestiin. Hiiret sijoitettiin varta vasten suunniteltuun kammioon, ja niiden annettiin tutkia uutta ympäristöään muutaman minuutin ajan, minkä jälkeen sähkövirta kytkettiin päälle, jotta ne saisivat varovasti sähköiskun jalkoihinsa. Kun normaalit hiiret poistetaan kammiosta ja palautetaan sinne päivää myöhemmin, ne muistavat järkytyksen ja joko jäätyvät tai vaeltavat kammiossa hitaammin-mutta vain, jos ne ovat nukkuneet riittävästi.
sen sijaan univajeisilla hiirillä on muistivajeita (aivan kuten univajeisilla ihmisillä), ja niillä on vaikeuksia muodostaa pysyviä muistoja tärähdyskokemuksesta. Kun heidät palautetaan kammioon päivä järkytyksen jälkeen, he eivät käyttäydy odotetusti pelolla. Npsr1: n mutanttiversion kantajat kuitenkin muistivat sähköiskut, jopa univajeen jälkeen.
”NPSR1 ei ainoastaan edistä lyhyttä unta, se myös ehkäisee muistiongelmia, jotka yleensä johtuvat univajeesta”, Fu sanoi. ”Tämä on ensimmäinen geeni, jonka kukaan on löytänyt, joka suojelee yhtä univajeen monista haitallisista seurauksista.”
ja koska NPSR1-proteiini on solujen pintareseptori, tutkijat uskovat, että jonain päivänä voi olla mahdollista kehittää lääkkeitä, jotka aktivoivat tai häiritsevät NPSR1: tä.
” sen lisäksi, että tämä löytö antaa meille paremman käsityksen siitä, miten geenit myötävaikuttavat epätavalliseen unifenotyyppiin, se tarjoaa myös houkuttelevan kohteen tuleville hoidoille, jotka voivat auttaa hoitamaan unihäiriöitä tai ehkäisemään tiettyjä kognitiivisia vajeita, jotka liittyvät unen puutteeseen”, Ptáček sanoi.
tekijät: Muita kirjoittajia ovat Lijuan Xing, Guangsen Shi, Yulia Mostovoy, Nicholas W. Gentry, Zenghua Fan, Thomas B. McMahon ja Pui-Yan Kwok UCSF: stä sekä Christopher R. Jones Utahin yliopistosta.
Rahoitus: tätä tutkimusta tukivat NIH: n Apurahat T32 HL007731, HG005946, NS099333, NS072360, NS104782 ja P30 DK063720 sekä William Bowesin Neurogenetiikkarahasto.
paljastukset: tekijät ilmoittavat, ettei heillä ole kilpailevia intressejä.
University of California, San Francisco (UCSF) keskittyy yksinomaan terveystieteisiin ja on omistautunut edistämään terveyttä maailmanlaajuisesti kehittyneen biolääketieteen tutkimuksen, jatkokoulutuksen biotieteiden ja terveydenhuollon ammateissa, ja huippuosaamista potilaiden hoidossa. UCSF Health, joka toimii UCSF: n ensisijaisena akateemisena lääkärikeskuksena, sisältää kärkipään erikoissairaaloita ja muita kliinisiä ohjelmia, ja sillä on kytköksiä koko lahden alueella.