Биологи определили гены, регулирующие сон и питание
Учёные из Медицинской школы Университета Массачусетса и Нью-Йоркского университета выделили два гена у плодовой мушки Drosophila, которые совместно регулируют потребность во сне и потребность в еде. Исследование, опубликованное в онлайн-версии журнала Current Biology, может помочь в понимании связанных со сном и метаболизмом расстройств у человека.
Конфликт поведения и его механизм
- Работа определяет часть нейронного механизма, который опосредует конфликт в мозге голодной мушки при выборе между поиском пищи и сном.
- Она закладывает основу для понимания того, как нейронный контроль этих двух гомеостатических поведений интегрирован в мозге.
Генетическая основа взаимодействия сна и питания
- Нейронные системы, контролирующие сон и питание у млекопитающих, взаимосвязаны: недосыпание стимулирует питание, а голодание подавляет сон. Однако гены, ответственные за это взаимодействие, были мало изучены.
- Поскольку гены, составляющие внутренние часы Drosophila, имеют аналоги с похожими функциями у млекопитающих (например, регулирующие сон и метаболизм), изучение генов плодовой мушки может иметь значение для человека.
Методология и ключевые гены
- После первоначального скрининга около 2000 генов исследователи выявили более десятка, вовлечённых во взаимодействие между питанием и сном.
- Из этой группы они сосредоточились на генах Clock и cycle, которые играют роль как в циркадных (биологических) часах плодовой мушки, так и млекопитающих.
Результаты эксперимента
- Чтобы определить влияние этих генов на взаимосвязь сна и питания, учёные исследовали мушек с генами Clock и cycle и без них в условиях депривации пищи (24 часа питательного голодания).
- Результаты показали трёх-четырёхкратное снижение сна у голодающих мушек, лишённых генов Clock и cycle, по сравнению с мушками, обладающими этими генами.
- Это говорит о том, что оба гена помогают мушкам регулировать сон в условиях нехватки пищи.
Значение исследования
- Работа представляет собой значительный прогресс в подходе к поведенческой генетике.
- Она показывает, что ген может контролировать сон контекстно-специфическим образом (в зависимости от условий, например, голода).
- В будущем для полного понимания того, как мозг контролирует поведение, необходимо изучать животных в различных условиях окружающей среды.