Генетика червей раскрывает важные пути регуляции сна

Хотя регуляция сна — его продолжительность, время и характер — в основном считается контролируемой мозгом, депривация сна также влияет на тело, а сигналы от тела могут влиять на сон. Однако способы регуляции сна на уровне тела в значительной степени неизвестны. В недавнем исследовании, опубликованном в Cell Reports, японские исследователи выяснили, что сон у червей регулируется телом через клеточные пути, поддерживающие правильную функцию белков — от синтеза до деградации.

Исследователи из Университета Цукубы использовали метод прямого генетического скрининга. Они применили химическое вещество, чтобы вызвать случайные мутации примерно у 500 червей, а затем использовали систему видеомониторинга для выявления особей, которые спали значительно больше или меньше среднего. Затем они изучили, какие мутации были у этих червей и как они влияли на сон.

«С помощью этого метода мы смогли идентифицировать, что мутации в генах sel-1 и sel-11 были связаны с увеличением продолжительности сна», — говорит старший автор исследования профессор Ю Хаяши. «Оба гена кодируют белки, которые являются частью пути деградации белков, ассоциированного с эндоплазматическим ретикулумом, который помогает клеткам избавляться от неправильно свернутых белков».

Исследователи также обнаружили, что мутации в гене mars-1, важном для синтеза белка, были связаны с удлинением сна у червей. Более того, хотя sel-1, sel-11 и mars-1 экспрессировались в широком спектре тканей, восстановление нормальной экспрессии некоторых из этих генов именно в клетках кожи привело к нормализации паттернов сна. Эти результаты показали, что пути регуляции белков в организме действительно важны для контроля сна.

«Мы также смогли идентифицировать некоторые нижестоящие пути, участвующие в регуляции сна, путем модификации экспрессии белков у червей», — говорит профессор Хаяши. «Кроме того, когда мы проверили наши результаты, полученные на червях, на мышах, мы обнаружили, что эти пути, по-видимому, также регулируют сон у млекопитающих».

Нарушения сна широко считаются фактором, влияющим на воспаление и иммунитет, и могут способствовать развитию таких заболеваний, как воспалительное заболевание кишечника и артрит. Поэтому лучшее понимание регуляции сна является ключом к профилактике заболеваний. Результаты этого исследования дополняют растущий массив литературы о регуляции сна и, как ожидается, помогут улучшить терапию нарушений сна в ближайшем будущем, что может предотвратить воспалительные заболевания, такие как артрит.