熬夜的原因有很多,可能是因為擁有這個“夜貓子”基因突變……
2020年10月29日10:30

  來源:學術經緯

  熬夜的原因可以有很多。有一些人遲遲不睡,可能是因為一種常見的睡眠障礙:睡眠時相延遲綜合徵(delayed sleep phase disorder)。

  與多數人的生物鍾相比,睡眠時相延遲綜合徵患者的生物鍾像被拉長了。他們通常要到深夜(往往2點以後)才能入睡,早了睡不著。相應地,這些夜貓子要早起也很睏難。

睡眠時相延遲綜合徵導致晚睡晚起(圖片來源:123RF)
睡眠時相延遲綜合徵導致晚睡晚起(圖片來源:123RF)

  是什麼原因造成了這種問題呢?2017年,發表在Cell上的一篇研究指出了一個關鍵基因。

  因為研究生物鍾分子機製而榮獲諾貝爾生理學或醫學獎的Michael Young博士帶領團隊發現,在家族性睡眠時相延遲綜合徵患者中,編碼蛋白質隱色素(cryptochrome)的基因CRY1出現了一種特殊的突變。

2017年的這篇論文中,科學家們發現了睡眠時相延遲綜合徵患者的一個關鍵突變基因
2017年的這篇論文中,科學家們發現了睡眠時相延遲綜合徵患者的一個關鍵突變基因

  最近,加州大學聖克魯茲分校(UCSC)的科學家們進一步揭示了CRY1基因的這種突變究竟是怎麼影響生物鍾的。負責該研究的Carrie Partch教授說:“我們很高興能夠找出生物鍾當中的具體機製,把蛋白的生物化學特徵與人類睡眠行為的調控連起來。”

新研究結果近日發表於《美國國家科學院院刊》
新研究結果近日發表於《美國國家科學院院刊》

  研究人員指出,過去對生物鍾的研究機製發現,包括CRY1在內,有四種主要的時鍾蛋白形成了調控中心,控制全身基因活動和蛋白質水平的晝夜波動。其中,時鍾蛋白CLOCK和BMAL1形成一個復合體,來啟動CRY1和另一種Period蛋白的基因表達;後兩者則會反過來抑製前兩者的活性,從而形成一個“閉環”。

CRY1蛋白遏製轉錄因子CLOCK和BMAL1形成的復合物,調節基因表達
CRY1蛋白遏製轉錄因子CLOCK和BMAL1形成的復合物,調節基因表達

  新的研究發現,突變的CRY1蛋白在末端“尾巴”處要比正常蛋白短一小段,這使得它與CLOCK:BMAL1復合物的結合程度發生了變化。“這段尾巴變短後,CRY1與它們綁得更緊了,於是每天都會拉長生物鍾。”研究人員解釋說。

  研究人員還發現,這些蛋白復合物結合時有一個口袋,短尾巴CRY1蛋白所缺少的那部分原本就在這個口袋起作用,調節結合的緊密程度。Partch教授說:“現在,我們知道,要開發藥物幫助患者縮短生物鍾,可以瞄準那個口袋。”這一發現為開發睡眠障礙的潛在療法指出了一個方向。

CRY1的尾巴與時鍾蛋白復合物的口袋相互作用,調節生物鍾的長度
CRY1的尾巴與時鍾蛋白復合物的口袋相互作用,調節生物鍾的長度

  值得一提的是,這種造成晚睡晚起的“夜貓子”突變在人群中頗為常見。大多數已知能夠影響生物鍾的基因突變在人群中很少見,一個特定突變可能只對人群中百萬分之一的人起作用。然而,科學家們在歐洲人當中發現,大約每75個人就有1人帶有這個基因突變。

  “對於生物鍾延長在睡眠延遲問題中的作用,我們還有很多想要瞭解的。但這個基因突變顯然是導致人們晚睡的一個重要原因。”Partch教授說。

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