摘要:科学家最近在自然短睡眠者的 DNA 中发现了一种名为SIK3 基因的新突变。这一突变能够影响大脑中一种关键酶的活性,而这种酶正是决定我们需要睡多久的重要因素之一。以下是这项研究的主要发现和意义:
为什么有人每天睡得少却很精神?科学家发现“短睡基因”
科学家最近在自然短睡眠者的 DNA 中发现了一种名为SIK3 基因的新突变。这一突变能够影响大脑中一种关键酶的活性,而这种酶正是决定我们需要睡多久的重要因素之一。以下是这项研究的主要发现和意义:
除了 SIK3,研究还揭示了其他与短睡眠相关的基因突变:
ADRB1 基因:位于脑干背侧脑桥区域,与肾上腺素信号通路相关,调节觉醒中枢活动。通过光遗传学技术,刺激该区域可唤醒熟睡小鼠。NPSR1 基因:参与神经肽调节,影响睡眠 - 觉醒周期和压力响应。GRM1 基因:编码谷氨酸受体,调节神经元活动,进而影响睡眠效率。治疗靶点:SIK3 基因的突变为开发提高睡眠效率的药物提供了新方向。例如,通过调控 SIK3 酶活性,可能帮助人们缩短睡眠时间而不影响健康。伦理与伦理争议:利用基因技术(如“设计婴儿”)进行精准睡眠优化仍面临伦理挑战,需谨慎推进。在生活里,我们大概率都曾有过这样的困惑:为什么身边总有一些人,每天睡眠时间很短,却依旧活力满满,无论是学习还是工作都不耽误;而自己哪怕睡足8小时,却还是会在白天感到困倦,注意力难以集中。这群每天仅需睡3 - 6小时,却能时刻保持精力充沛的人被称作“自然短睡者”,科学家们通过研究发现,他们的秘密或许就藏在基因之中。
不同生物的睡眠模式本就千差万别。大象每天仅需睡2 - 4小时,而树懒却要睡15 - 20小时 。这种差异反映出物种在长期进化过程中,对生存环境和能量消耗的不同适应策略。人类的睡眠同样历经漫长演化,“自然短睡者”的出现,为科学家从遗传和进化角度重新审视睡眠问题提供了独特视角:人真的一定要睡八小时吗?这些天生就能少睡还能正常生活的人,他们的大脑和身体究竟有何特别之处?
21世纪初,美国加州大学旧金山分校的科研团队接触到一批每晚睡眠6小时或更少的研究对象,其中一对母女格外引人关注。研究人员深入分析母女俩的基因组后,取得重大突破:在调节人体昼夜节律的基因中,发现了一个罕见突变。人体的昼夜节律犹如一个精准的时钟,由位于下丘脑的视交叉上核(SCN)掌控。SCN接收外界光线、温度等环境信号,以此调整人体生理节奏。当光线变化,视网膜将信号传递给SCN,SCN再通过神经和体液调节,影响身体各器官和系统的活动,维持“睡眠 - 觉醒”周期的稳定。而这对母女基因中的突变,极有可能干扰了SCN的正常功能,进而改变了她们的睡眠需求。
这一发现如同一颗投入平静湖面的石子,激起千层浪。其他有类似睡眠习惯的人纷纷主动联系实验室进行DNA检测。截至目前,科研团队已鉴定出与自然短睡眠特征相关的4个基因中的5种突变,且不同家族的突变存在差异,呈现出家族特异性。这表明睡眠与基因的关系极为复杂,或许涉及多个基因的协同作用,不同家族的基因突变可能通过不同途径影响睡眠。
科研团队在自然短睡眠者的DNA中发现了新的SIK3基因突变,该突变能影响大脑中一种酶的活性,而这种酶正是决定人类睡眠时长的关键因素之一。巧合的是,此前日本研究人员在SIK3基因中发现过另一种突变,这种突变会致使小鼠异常嗜睡。同一种基因,不同突变却产生截然相反的效果,让睡眠与基因的关系愈发神秘莫测。
为深入探究新发现的SIK3基因突变,研究团队对小鼠进行基因改造,使其携带该突变。结果令人惊讶,这些小鼠每天睡眠时间比正常小鼠减少约31分钟(小鼠通常每天睡12小时左右)。研究还发现,这个突变影响的酶在大脑突触中活性最强,为“睡眠有助于大脑重置”的理论提供了有力支撑。大脑突触是负责神经元之间传递信息的关键部位,其功能对学习、记忆和认知等至关重要。“睡眠有助于大脑重置”理论认为,睡眠不仅是休息,更是大脑清理代谢废物和修复受损神经元连接的时期。携带SIK3基因突变的个体,其生产的酶可能提高了突触的工作效率,使大脑具备更高效的“清理修复系统”,在较短睡眠时间内就能完成这些重要生理过程,满足大脑正常功能需求。
尽管SIK3基因的发现令人振奋,但科学家们对其作用看法不一。美国哈佛医学院的神经学家Clifford Saper认为,虽然突变小鼠睡眠时间减少,但幅度有限,说明SIK3突变可能并非降低睡眠需求的主因。从进化角度看,睡眠是一种高度保守的生理行为,在漫长进化过程中,睡眠模式的形成受多种因素综合影响,包括环境压力、能量平衡和生存需求等,单一基因突变不太可能完全决定睡眠需求的变化。不过,他也肯定了该研究的意义,此次基因突变导致小鼠异常睡眠模式的发现,与之前对SIK3的认知相符,有助于理解嗜睡的生物学基础。嗜睡症是一种常见睡眠障碍,患者会出现白天过度嗜睡、难以控制的困倦发作等症状,严重影响生活质量和工作安全。通过研究SIK3基因突变与小鼠嗜睡之间的关系,科学家可深入了解嗜睡症发病机制,为开发新治疗方法提供理论依据。
除了基因因素,生活习惯和环境因素也对睡眠有着重要影响。经常锻炼身体、保持良好的饮食习惯以及有效管理压力,都有助于提升睡眠质量和日间精力水平。此外,一些人可能会采用短时多次休息的“打盹”策略,来补充精力。而长期处于高压力工作环境的人群,即便本身没有睡眠相关基因突变,也更容易出现睡眠问题,这可能是环境因素“开启”或“关闭”了某些与睡眠相关的基因。饮食、运动等生活方式因素,也可能通过影响基因表达,间接对睡眠质量产生作用。
虽然目前已经发现多个与自然短睡眠相关的基因突变,但关于这些基因及其变异如何普遍影响睡眠的机制,仍有待进一步探索研究。但这一发现已经让我们看到了未来的可能性:对于嗜睡症患者,或许未来可以通过修复相关基因,帮助他们摆脱白天困倦、注意力不集中的痛苦;对于普通人而言,甚至有可能借助基因检测,量身定制专属睡眠方案,最大程度提升休息效率 。 不过,在基因奥秘尚未完全解开之前,我们依旧可以通过一些简单方法改善睡眠,比如保持规律作息时间、营造舒适睡眠环境、避免睡前使用电子设备等。
来源:江柏小可爱