Cell：别怪夜猫子自制力差，他们可能是基因突变了！
2017-04-08 漱石 生物探索
洛克菲勒大学的研究人员发现，睡眠相位后移综合症存在一种名为CRY1的生物钟基因的突变，该研究团队4月6日在Cell上报道了这项研究成果。如果你是一只晚上睡不着，早上起不来的夜猫子，并且常常因此被冠上“自制力差”的污名。你或许可以以一个新借口进行反击——近日一项新研究表明，夜猫子可能也是身不由己，因为他们的基因发生突变了！众所周知，生物钟控制着动物的睡眠觉醒周期等生理活动的节律，而生物节律的产生又依
洛克菲勒大学的研究人员发现，睡眠相位后移综合症存在一种名为CRY1的生物钟基因的突变，该研究团队4月6日在Cell上报道了这项研究成果。
如果你是一只晚上睡不着，早上起不来的夜猫子，并且常常因此被冠上“自制力差”的污名。你或许可以以一个新借口进行反击——近日一项新研究表明，夜猫子可能也是身不由己，因为他们的基因发生突变了！
众所周知，生物钟控制着动物的睡眠觉醒周期等生理活动的节律，而生物节律的产生又依赖于一系列生物钟基因。洛克菲勒大学的研究人员发现，钟基因CRY1的突变减慢了体内生物钟。携带这种“夜猫子”突变的人比大多数人有更长的昼夜周期，这使得他们保持清醒的时间推迟，该研究团队4月6日在Cell上报道了这项研究成果。
夜猫子与睡眠相位后移综合症
认为自己是夜猫子的人经常被诊断为睡眠相位后移综合症（DSPD）。他们的24小时睡眠-觉醒周期推迟，使他们在大多数人睡着后很长时间都还精力充沛。
晚睡有显而易见其缺点：大多数DSPD患者被迫在自然醒之前起床，以按时上班或上学，这不仅导致他们夜间失眠，还导致白天疲劳。
自由振荡的睡眠周期
Young的实验室已经研究了三十多年的生物钟，他们发现了一系列影响果蝇、人类或其他动物摄食、睡眠节律的基因。为了了解已知的钟基因突变是否与DSPD有关，Young以及研究人员Alina Patke（这项新研究的共同第一作者）与Weill Cornell医学院的睡眠研究人员进行了合作。被试者被要求在实验室的公寓里度过两周时间，他们所处的环境没有任何时间提示，并随心所欲地任何时间吃饭和睡觉。此外，研究人员还收集了每个人的皮肤细胞。
大多数人在进入这样一个环境中时，内在生物钟会使他们维持约24小时的睡眠-觉醒周期。然而， DSPD被试者不仅推迟睡眠，而且一个周期的时间长了约30分钟。此外，随着昼夜节律振荡的体温变化和激素（包括负责调控睡眠的褪黑激素）也被推迟。
“在大多数人中，褪黑激素水平在晚上9点或10点左右开始上升，” Young说，“但是在DSPD患者中，直到凌晨2点或3点才会发生。”
DSPD患者CRY1发生突变
研究人员在检测了DSPD患者的DNA后，发现钟基因之一——CRY1发生了突变。
生物节律的产生及维持是一系列与生物钟相关的基因调控的结果。核心钟基因BMAL1-CLOCK形成的异二聚体能够与CRY等一系列钟控基因上的E-box元件结合，启动这些基因的转录。随着CRY蛋白表达逐渐增多，它将进入细胞核中，抑制异二聚体的作用。因此，细胞中CRY 的蛋白合成开始减少。如此循环，使基因的转录水平呈现出24h的振荡周期。但是，Young和Patke发现，DSPD患者的突变导致CRY1蛋白更加活跃，它们的抑制作用更强，从而使周期延长。
研究人员接触了患者家族中的其他成员，并发现了携带CRY1突变的5名亲属。他们都有DSPD的迹象，或持续的睡眠问题的历史。
然后，Young的团队又考察了来自世界各地的大型遗传数据库，以确定CRY1突变的流行率。通过与土耳其研究人员合作，他们首次发现了许多无关的家族和几十名携带CRY1突变土耳其人。研究人员与他们接触并进行访谈和问卷调查后，确认了38名突变患者睡眠行为异常，而不携带CRY1突变的亲属则不存在异常的睡眠模式。
最后，在搜索CRY1突变的更大遗传数据库后，Young的研究组计算出，在非芬兰的欧洲血统中每75人就有一人携带至少一个DSPD突变拷贝。突变是显性的，这意味着只有一个拷贝也可能导致睡眠障碍。
研究人员说，现在对DSPD患者进行CRY1突变测试没有确定的好处。
“找到原因并不能立即解决问题，”Patke说，“但是，根据这一机制在未来开发相关药物也不是不可能。”
目前，许多DSPD患者能够通过遵循严格的时间表来控制睡眠周期，并比他们自然的睡眠时间提前。
“这有点像吸烟，我们可以在药物出现之前做些事情来帮助解决这个问题。” Young说。此外，一些患者在白天接受强烈光照似乎能有一定帮助。
目前，研究团队下一步打算确定CRY1突变是否也会影响DSPD人群的代谢周期，因为生物节律不仅调节睡眠，也调节饥饿以及代谢物和激素的水平。
原始出处：
Alina Patke，et al. Mutation of the Human Circadian Clock Gene CRY1 in Familial Delayed Sleep Phase Disorder. cell. 2017 Apr.
作者：漱石
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#CEL#
80
#Cell#
80
为什么会有生物节律呢？
94
很有意思的研究
110
任何一个现象都是有迹可寻的！
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