Snappy睡眠阶段系统识别与睡眠时间较短相关的基因
你可能想知道为什么有些人似乎不需要那么多睡眠。是基因决定的吗?事实证明很可能是这样。最近，通过多年艰苦的研究和偶然发现，人们发现了一些所谓的“短睡眠基因”，这些基因与很少需要睡眠有关。
现在，日本理化研究所定量生物学中心(QBiC)的研究人员已经取得了进展睡眠通过开发一种监测小鼠睡眠周期的新方法进行遗传学研究。Snappy Sleep stage是一款基于小鼠呼吸的无创自动睡眠周期监测系统。与其他需要手术植入或数小时人工干预的监测系统相比，Snappy Sleep stage操作简单，可以在一次实验中研究更多的小鼠。通过将其与一种用于培养近乎完美敲除小鼠的新系统相结合，他们发现了一种新的短睡眠基因Nr3a。
“睡眠研究的问题在于技术上的困难和昂贵，这限制了可研究小鼠的数量，”日本理化研究所的Hiroki Ueda说，他领导的这项研究发表在细胞的报道．
Snappy Sleep stage的低成本和易用性使研究人员能够准确地测试一种新的老鼠基因修饰系统，即下一代三重CRISPR方法。
“我们方法的主要进步是效率，”理化研究所QBiC的共同第一作者Sumiyama Kenta说。“我们的目标是超过90%的效率，我们实现了这一目标。现在我们的目标是能够完全敲除我们想要的任何基因。”
Sumiyama继续说:“新系统允许我们直接分析表型，而无需制造超过一代的老鼠。使用的老鼠数量差别很大。要获得所谓的双等位基因敲除小鼠，可能只需要十倍的小鼠。这些老鼠这种方法可以让我们对缺失的基因有更深入的了解。
Sumiyama说，他对效率的提高并不感到惊讶，研究进行得相当顺利，但他承认更大的挑战是高效率的“敲入”动物，他说:“插入一个基因比移除它要困难得多。”
Sumiyama表示，通过三重CRISPR方法，“你可以针对任何由基因突变引起的疾病”。在目前的研究中，科学家们发现Nr3a基因是NMDA受体家族的一员，是一种短睡眠基因。这篇论文的第一作者、日本理化研究所发育生物学中心的Sunagawa Genshiro a .说:“它的含义是广泛的。”“因为NMDA受体与精神分裂症、阿尔茨海默病和抑郁症有关，而这些疾病都与睡眠障碍有关。”
除了这些障碍外，睡眠周期紊乱已知与许多健康问题有关。Sunagawa说:“众所周知，睡眠可以通过监测呼吸来分阶段，”但现有的监测睡眠阶段的技术通常需要直接操纵被试者或一个非常小的房间来监测呼吸。
“SSS的美妙之处在于，它可以在一个更大的笼子里使用，让老鼠过上正常的生活。随着老鼠衰老，我们的系统可以观察到睡眠的变化。与其他系统相比，这是一个很大的优势，”Sunagawa说。他继续说:“它甚至可以应用于监测婴儿或车内昏昏欲睡的司机。这将是很好的应用。”
“SSS还可以与MRI结合使用，这是与其他系统相比的另一个巨大优势。”Sunagawa总结道:“我们还没有优化该系统来检测快速眼动睡眠，但这是我们目前正在与核磁共振研究一起进行的工作。”
