这条音频介绍一条科学界的重大发现,那就是科学家们找到了控制生物睡眠的基因。
在睡觉这件事儿上,人和人之间表现出来的差异可能很大,有的怎么也睡不够,有的睡得少也一样精神。但你或许从来没想过这种可能性,那就是睡得多还是少,是由基因决定的。科学家们现在已经找到了这段掌握睡眠时间的基因。未来,人类或许会实现,可以自行控制睡眠时间。
科普达人卓克在“得到”订阅专栏《卓老板聊科技》里介绍了与此有关的一项重大发现。卓老板评价说,这项研究,可以算得上最近十几年来,人类在睡眠研究上最重大的突破了。
研究是由日本科学家柳沢正史的团队进行的。研究人员先用化学试剂诱导差不多1万只小鼠,使它们发生基因突变,接着,又从这上万只小鼠中,找出睡眠时间明显比较长的那部分,培育它们的后代,看看这些爱睡觉的小鼠,是不是后代也一样爱睡觉。如果是,那就说明,这一谱系的小鼠爱睡觉,是由基因决定的。
接着,科学家们对这些爱睡觉的小鼠还有他们的后代进行基因测序,找到他们和正常鼠不同的地方,这就定位了“嗜睡基因”,并把这段基因起名为Sik3。
柳沢正史和他的团队,还揭示了Sik3是如何突变的,结果发现,Sik3突变之后,表达的蛋白也变了,这就会导致狂睡。
科学家们为了增加可信度,又用基因编辑的方法,把正常小鼠的这一段基因人为编辑成和变异后的基因一样,结果,被改造的小鼠也开始狂睡了。
就这样,用三重保险,确定了筛选出来的Sik3就是“嗜睡基因”。
到了这,研究的第一阶段成果也就达成了。不过如果研究到了这儿就停止,那它的重要意义,也就算不上十几年来之最。研究人员第二阶段的工作,就是探究Sik3如果失去蛋白功能,生物的睡眠时间是变长了,还是变短了。
科学家们用化学手段,把变异的、爱睡觉的小鼠身体里的Sik3基因给敲除掉,结果发现小鼠的睡觉时间变短了。这就证实了, Sik3是让动物获得睡眠的基因。
到此为止,两个阶段的实验就算完成了。卓克分析说,实验一项特别重要的意义在于,科学家们既然已经可以用化学手段来控制小鼠睡眠时间的长短,那就意味着,今后发展出控制人类睡眠时间的药物,也将不是梦。
这项研究还有另外一项重要发现,就是Sik3基因不止小鼠有,人也有,果蝇也有,甚至线虫也有,也都是对睡眠时间起作用的。也就是说,睡眠基因可能是生命底层设计中的一个重要环节,并不是等生物发展到高等动物阶段后才出现的。
睡眠在生物圈是一种非常普遍的行为,但是细想你就能体会到睡眠的重要性:睡眠往往占据生命总时长的三分之一,而且睡眠状态时,生物几乎完全没有防御能力,这么脆弱,这么容易受攻击的状态,竟然在进化中得以保留,那一定包含了一种生死攸关的功能。以至于获得这种功能的收益,远大于每天有三分之一时间,不设防的风险。
找到了睡眠基因之后,现在科学家们正在沿着这个结果往深入找,研究为什么Sik3变异,在基因传递过程中只缺了一段,表现到生物体上,就是一个睡眠时间长短的区别?这中间经过一个怎样的黑匣子?卓老板说,人类下一个文明的突破,可能就发生在这个黑匣子里,如果有一个中心理论出现了,生命科学的突破所产生的影响,将是巨大的。
本文源自:卓老板聊科技
音频稿:李霄
讲述:于浩