気分が悪いときは、友人が良い夜の休息を勧めることがあります。 この単純な治療法は、実際には科学に基づいています。新しい研究では、少なくともショウジョウバエにDNAに埋め込まれている可能性があることが示されています。
睡眠と免疫システムの間には確立された相関関係がありますが、科学者は関係を定義するのが困難でした。 現在、研究者チームは明確な接続を確立するために一歩近づいています。 Scienceで本日発表された論文によると、ミバエで昆虫が病気になったり疲れたりしたときに睡眠を促進する単一の遺伝子を発見しました。
ペンシルバニア大学の神経科学者であるAmita Sehgal率いるチームは、睡眠を表す日本語の単語nemuriと名付けました。 以前のテストでは、行方不明になったときに睡眠を低下させる遺伝子が特定されましたが、これは過活動状態のときに睡眠を改善する単一の遺伝子を特定する最初のハエ研究です。 豊富なネムリは、ハエが感染と戦うのを助け、この睡眠遺伝子と免疫系との間に明確な関連性を示しました。
「これは、非常に関連していると思われる、睡眠と免疫反応という2つのまったく異なるものの間の機械的リンクを提供するという意味で、非常に重要な突破口です」と、カリフォルニアのゼブラフィッシュの睡眠遺伝学を研究する神経科学者、グリゴリオスオイコノモウInstitute of Technologyですが、この実験には関与していません。
この単一の遺伝子を特定するのに何匹のハエが必要でしたか？それは睡眠と免疫の関係を解明するのに役立ちますか？ セーガルの推定では、ほぼ100万人です。 ハエの数千のグループは、昆虫の典型的なコーンミール、糖蜜、酵母、寒天の食事に薬を加えることで、さまざまな遺伝子をターボ発現するように設計されました。
結局のところ、ハエは眠い生き物です。 ラボでは、彼らは1日約11時間居眠りします。 ハエの「スリープ」は、5分以上の不動として定義されます。これは、ビデオトラッキングによって、またはその動きが試験管内の赤外線ビームを遮断するかどうかによって測定できます。 研究者たちは、スヌーズ時に8, 015種類の遺伝的に改変されたハエを監視しましたが、長い排除プロセスの後、1つのグループが残りを劇的に追い越しました。
これらの外れ値-ネムリグループ-は、1日あたりなんと17〜20時間の睡眠を獲得しました。
「私たちは（8, 000個のうち1個の遺伝子しか）得られなかったことに非常に驚きました」とSehgalは言います。
また、研究者は「睡眠の深さ」、つまり、プラスチック製のmallが収納されたコンテナに落下したことに驚いたときのハエの目覚めをテストしました。衝撃は、まどろみからの通常のハエの94％以上を引き起こすのに十分でした。 一方、ネムリでブーストされたハエの80パーセント以上は、ラケットをすり抜けて寝ました。
ネムリは、健全な睡眠を誘導する以上の効果があります。余分なネムリを含むハエは、インフルエンザとの戦いで優れていました。 2種類の致命的な細菌に感染すると、ネムリでブーストされたハエは、通常のレベルでネムリを発現した対応するハエよりも長く生き延びました。
ネムリは抗菌ペプチド（AMP）としても機能し、微生物を単独で殺すのに非常に効果的であることを意味します。 典型的なレベルで遺伝子を発現しているハエには、AMPの痕跡がほとんど検出されませんでした。 通常のハエの脳がより多くの眠りを吐き出すきっかけとなったのは、およそ20秒ごとに振られることによる睡眠不足と病気でした。
これらの結果は、「睡眠調節は免疫系、特に身体が睡眠不足にどう対処するかと密接に関連している」ことを示している、とSehgalは説明した。
睡眠を誘発するように進化し、独立した微生物を殺す機能も持っている分子を見つけることは、「実際、睡眠はあなたが病気のときにあなたにとって良いことを示唆しています」と科学の展望論文を共著したOikonomouは言いますセーガルの研究に伴います。
ネムリがたくさんあることは明らかに睡眠を誘発しましたが、チームはまた、ネムリが完全に除去された場合、ハエの眠りが影響を受けるかどうかを知りたいと考えました。 これをテストするために、Sehgalのチームは、nemuri遺伝子の両方のコピーを欠く変異ハエを繁殖させたため、抗菌効果を製造することができませんでした。 突然変異体のネムリを欠いたハエは、通常のネムリを持っているものと同じ睡眠時間を獲得しましたが、この研究では、突然変異体は軽い閃光や異臭によって目覚めやすく、眠りに落ちるのが遅いことがわかりました。
ネムリ遺伝子を持つハエは、病気になってからより長く眠りました。 しかし、変異体は「コントロールよりも早く死ぬことはありません。それを補う他の要因があるからだと思います。」
つまり、ネムリ遺伝子は、睡眠や免疫に必要なすべての遺伝子ではありません。 それがなければ、ハエはより適切ではありますが、まだ眠ることができ、その不在は感染に抵抗することでハエを損なうようには見えません。
ウィスコンシン大学マディソン校の神経科学者で、研究に関与していなかったキアラ・チレッリは、nemuri遺伝子の影響がそれほど極端でないレベルで見られることに興味があります。
「この相関関係があることはわかっていましたが、ここには動物モデルがあり、特定の遺伝子があります。これらのより機械的な質問を始めることができます」と彼女は言います。 この研究は、睡眠と免疫系との関係を掘り下げるための研究の新たな道を開くとチレリは説明する。
セーガルはまた、人間を含む他の種が、ネムリやそれに似た遺伝子を持っていることを知りたいと思っています。 ネムリとその微生物と戦うタンパク質をさらに研究すると、「はるかに優れた睡眠薬」につながる可能性がある、とオイコノモウは推測します。
