Élvezed az álmodozást? Két kulcsgén lehet köszönetet mondani. Az egereken végzett új tanulmány megállapítja, hogy ezek az „álomgének” nélkülözhetetlenek az álom azon fázisában, amely bizarr világnézetből hozza az embereket a középiskolai matematikai tesztek meztelen elvégzéséhez, a fogak elvesztéséhez és a levegőbe szárnyalásához.
A Chrm 1 és Chrm 3 nevű gének nélkül az emlősök nem tapasztalnák meg a gyors szemmozgást (REM), amely alatt az agy olyan aktív, mint ébrenlétkor, de a test megbénult. A felfedezés fontos, mondják a kutatók, mert a rossz alvás- és pszichiátriai rendellenességek összefüggenek. Tehát, az alvás alapvető ellenőrzésének megértése az agyban finomíthatná mind az alvás, mind a pszichiátriai problémák gyógyászati kezelését - mondta Hiroki Ueda, a Riken, a japán kutatóintézet vezetője.
"A megfelelő alvás nélkülözhetetlen az emberi élet minőségéhez, míg az alvás bizonyos mértékű károsodása különféle nemkívánatos következményekkel járhat" - mondta Ueda a Live Science e-mailben. De a "molekuláris gépeket nagyrészt még fel kell tárni, akadályozva az alvással kapcsolatos betegségek kezelésének fejlesztését".
Furcsa ciklus
Egy adott éjszaka az emberek nem-REM és REM alváson mennek keresztül, amelyet az agyi tevékenység különböző mintázata határoz meg. Senki sem ismeri a különféle alvási fázisok pontos okát, ám a REM alvással kapcsolatos problémák összekapcsolódtak a demenciával, Parkinson-kórral és más neurológiai rendellenességekkel. A rossz alvás általában az öngyilkosság fokozott kockázatával jár.
Ezért Ueda és kollégái érdekli, hogy megértsék az alvás működésének alapjait. A tudósok már felfedezték, hogy a nem-REM-ről az REM-alvásra való áttérés során egy acetilkolin nevű neurotranszmitter működik. Az agyban azonban 16 olyan típusú celluláris receptor van, amelyekhez az acetilkolin kötődhet, és egyáltalán nem volt világos, melyek elengedhetetlenek a REM alváshoz és amelyek feleslegesek.
Ennek megismerése érdekében a kutatók a CRISPR technológiát alkalmazták az ecetilkolin receptorok génjeinek egyenkénti kivágására egerekben. A CRISPR genetikai szekvenciát alkalmaz az enzim vezetéséhez a kívánt DNS szakaszhoz, ahol az enzim ezt követően szétvágja a szekvenciát, megakadályozva ezzel a gén expresszálódását.
Alvás elvesztése
A vizsgálat azonnal kimutatta, hogy az acetilkolin receptorok egy családjának, a nikotin típusúnak, nem volt sok köze az alváshoz. Azokat a egereket, akiket megfosztottak az ilyen receptoroktól, többé-kevésbé aludták, mint azoknak az egereknek.
A másik család, a muszkarin acetilkolin receptorok sokkal érdekesebbnek bizonyultak. Pontosabban, a Chrm1 és Chrm3 nevű két receptor elvesztése a nap 3 órájáig rövidítette az alvást. A két receptor egyikének elvesztése csökkenti és fragmentálta a REM alvást, miközben csökkenti a nem REM alvást is. És azok az egerek, amelyekben egyik receptor sem volt, egyáltalán nem tapasztalták a REM alvást.
Furcsa módon ezek a REM-mentes egerek anélkül maradtak fenn ennek az álmodozó alvásállapotnak, annak ellenére, hogy feltételezték, hogy a REM alvás szükséges a túléléshez. Ez érdekes út a további kutatásokhoz - mondta Ueda, de a laboratóriumi állatokkal való mesterséges környezetben végzett munka nem szándékos mellékhatása lehet.
A "mutáns egerek laboratóriumi körülmények között túlélhetnek sok étel és anélkül" - mondta Ueda a Live Science-nek. "Egy vad környezetben ezek a gének fontosak lennének az organizmusok túlélésében."
Az alvást irányító specifikus receptorok megértése új pszichiátriai rendellenességek kezelésére szolgál, például depresszió és poszt-traumás stressz rendellenességek esetén, amelyeket gyakran élénk rémálmok jellemeznek - mondta Ueda. A kutatók finom különbségeket találtak a Chrm1 és a Chrm 3 működésében, tette hozzá, ezért a csapat érdekli, hogy közelebbről megvizsgálja, mi történik, ha ezek a receptorok aktiválódnak. Mivel a kutatást egerekben végezték el, több munkára van szükség annak vizsgálatához, hogy ezek a gének hogyan működnek az emberekben.
"Ez a vizsgálat segíthet a REM-alvás molekuláris meghatározásában, és felfedheti a REM-alvás fiziológiai szerepét a szorosan kapcsolódó magasabb kognitív funkciókban, például a tanulásban és az emlékezetben" - mondta Ueda.
