Nautitko unelmista? Kaksi avaingeeniä voi olla kiitos. Uudessa hiiritutkimuksessa havaittiin, että nämä "unelmageenit" ovat välttämättömiä unelmavaiheessa, joka tuo ihmisille omituisen maailman näkemykset lukion matemaattisten kokeiden ottamisesta alasti, hammasten menetyksestä ja ilmakehän noususta.
Ilman geenejä, nimeltään Chrm 1 ja Chrm 3, nisäkkäät eivät kokeisi nopeaa silmien liikkumista (REM) unta, jonka aikana aivot ovat yhtä aktiivisia kuin hereillä ollessa, mutta vartalo on halvaantunut. Löytö on tärkeä, tutkijoiden mukaan, koska huono uni ja psykiatriset häiriöt liittyvät toisiinsa. Joten ymmärtämällä aivojen unen perushallintaa voitaisiin hienosäätää sekä unen että psykiatristen ongelmien farmaseuttisia hoitoja, sanoi tutkimusjohtaja Hiroki Ueda Rikenistä, japanilainen tutkimuslaitos.
"Hyvä uni on välttämätöntä ihmisen elämän laadulle, kun taas nukkumisen heikentyminen voi johtaa useisiin haitallisiin seurauksiin", Ueda kertoi Live Science: lle sähköpostiviestissä. Mutta "molekyylitekniikka on suurelta osin vielä paljastamatta, mikä estää unesta johtuvien sairauksien hoidon kehittämistä".
Outo sykli
Tietynä yönä ihmiset kiertävät ei-REM- ja REM-unen kautta, jotka määrittelevät aivojen erilaiset toimintatavat. Kukaan ei tiedä tarkkaa syytä näille erilaisille univaiheille, mutta REM-unen ongelmat on liitetty dementiaan, Parkinsonin tautiin ja muihin neurologisiin häiriöihin. Ja huono uni yleensä liittyy lisääntyneeseen itsemurha riskiin.
Siksi Ueda ja hänen kollegansa ovat kiinnostuneita ymmärtämään unen toiminnan perusteet. Tutkijat ovat jo havainneet, että siirtyminen ei-REM: stä REM-uneen liittyy asetyylikoliiniksi kutsuttuun välittäjäaineeseen. Mutta aivoissa on 16 tyyppiä solureseptoreita, joihin asetyylikoliini voi sitoutua, ja se ei ollut kaukana selvästä, mitkä olivat välttämättömiä REM-unelle ja jotka olivat tarpeettomia.
Tämän selvittämiseksi tutkijat käyttivät CRISPR-tekniikkaa lyödäkseen näiden asetyylikoliinireseptoreiden geenit yksitellen hiiriin. CRISPR käyttää geneettistä sekvenssiä ohjaamaan entsyymiä haluttuun DNA-osaan, jossa entsyymi sitten katkaisee sekvenssin estäen kyseisen geenin ilmentymisen.
Menettää unta
Tutkimus osoitti heti, että yhdellä nikotiinityyppisellä asetyylikoliinireseptorien perheellä ei ollut paljon tekemistä unen kanssa. Hiiret, joilta oli poistettu nämä reseptorit, nukkuivat enemmän tai vähemmän kuin hiiret, joilla oli niitä.
Toinen perhe, muskariiniset asetyylikoliinireseptorit, osoittautui paljon mielenkiintoisimmaksi. Erityisesti kahden Chrm1- ja Chrm3-nimisen reseptorin menetys lyhensi nukkumista lähes 3 tunnilla päivässä. Joko toisen kahdesta reseptorista menettäminen vähensi ja fragmentoi REM-nukkumista spesifisesti, samalla vähentäen myös REM-nukkumista. Ja hiiret, joilla ei ollut kumpikaan reseptoria, eivät periaatteessa kokeneet REM-unta ollenkaan.
Kummallista kyllä, nämä REM-vapaat hiiret selvisivät ilman tätä unenomaista nukkumistilaa huolimatta hypoteesista, että REM-uni on välttämätön selviytymiseen. Se on mielenkiintoinen tie jatkotutkimukselle, Ueda sanoi, mutta se voi olla tahaton laboratorioeläimillä työskentely keinotekoisessa ympäristössä.
"Mutanttihiiret voivat selviytyä laboratorio-olosuhteissa, joissa on paljon ruokaa ja ilman mitään", Ueda kertoi Live Science: lle. "Villissä ympäristössä nämä geenit olisivat tärkeitä organismien selviytymiselle."
Ueda sanoi, että ymmärtämällä unia hallitsevia erityisiä reseptoreita voidaan saada uusia psykiatristen häiriöiden hoitomuotoja, kuten masennus ja posttraumaattinen stressihäiriö, jota usein leimaavat eloisat painajaiset, Ueda sanoi. Hän lisäsi, että tutkijat havaitsivat hienoisia eroja Chrm1: n ja Chrm 3: n toiminnassa, joten ryhmä on kiinnostunut tutkimaan tarkemmin mitä tapahtuu, kun nämä reseptorit laukaistavat. Ja koska tutkimusta tehtiin hiirillä, tarvitaan lisää työtä näiden geenien toiminnan tutkimiseksi ihmisissä.
"Tämä tutkimus voi auttaa REM-unen määrittämisessä molekyylisesti ja saattaa paljastaa REM-unen fysiologiset roolit sen läheisesti liittyvissä korkeammissa kognitiivisissa toiminnoissa, kuten oppimisessa ja muistissa", Ueda sanoi.
