В Университете штата Вашингтон (Washington State University) научные сотрудники обнаружили ген, который отвечает за качество сна как минимум у трех видов млекопитающих, в том числе человека.
Изучение этого гена и его функций поможет ученым продвинуться на пути понимания того, как работает сон, и почему животным он настолько необходим. Джейсон Герстнер (Jason Gerstner), ведущий автор научной работы, пояснил, что важность сна не вызывает сомнений, однако до сих пор не существует научного объяснения тому, что такое сон. К этому объяснению ученых может приблизить понимание того, как регулируется сон и какие общие процессы для него характерны.
Еще во время докторантуры в Университете Висконсина (University of Wisconsin) Джейсон Герстнер изучал изменения экспрессии генов в цикле засыпания и пробуждения. Он выявил, что в течение дня в мозге мышей менялась экспрессия гена FABP7. Докторант и его коллеги выявили, что особи, у которых этот ген был поврежден, спали более прерывисто, чем мыши с неповрежденным геном. Команда предположила, что этот ген влияет на нормальный сон у млекопитающих.
Чтобы проверить, справедливо ли это для людей, ученые воспользовались данными семидневного исследования сна, проведенного с участием почти 300 мужчин из Японии. В ходе этой работы у мужчин брали также анализ ДНК. Джейсон Герстнер и другие научные сотрудники исследовали информацию об этих анализах и нашли подтверждение своей гипотезы: ген FABP7 был поврежден у 29 участников, и сон у них всех был такой же прерывистый, как и у мышей. Несмотря на то, что время сна у них было такое же, как у всех остальных, просыпались они чаще.
Затем исследователи проверили гипотезу на трансгенных дрозофилах. Специалисты поместили нормальные и поврежденные человеческие гены FABP7 в астроциты мушек. Недавно было доказано, что астроциты, как и нейроны, имеют функции выделения химических нейромедиаторов и контроля поведения. С помощью специального устройства ученые проследили за сном дрозофил и выяснили, что те из них, кому «досталась» поврежденная версия гена, также просыпались чаще остальных.
Таким образом, резюмировал ведущий автор работы, механизмы, регулирующие сон, совпадали у всех трех видов, а поскольку дрозофилы существуют на планете уже более 60 миллионов лет, то, подчеркнул Джейсон Герстнер, его группе удалось найти достаточно древний механизм, сохранившийся в процессе эволюции. Впрочем, отметили ученые, FABP7 может быть не единственным геном, который имеет такое влияние на сон. Белки FABP7 участвуют в «липидной сигнализации», они активируют гены, ответственные за рост и метаболизм.
Еще одним фактором, влияющим на качество сна, оказался возраст. Сотрудники Калифорнийского университета рассказали, что по мере старения люди начинают спать хуже и чаще просыпаться, они теряют способность к глубокому восстанавливающему сну. Когда мозг стареет, те его регионы, которые отвечают за сон, понемногу деградируют, итогом чего является снижение количества эпизодов «медленного сна», а значит, страдает и когнитивная функция. Исследователи измерили концентрацию биомаркеров депривации сна у пожилых людей и обнаружили, что она очень высока, то есть сна участникам исследования было недостаточно. Ключевые нервные последовательности, которые обычно активны в мозге спящего человека, были нарушены. Мало того, изменения начинались достаточно рано – в возрасте около 35 лет.