Přítel vám může doporučit dobrý noční odpočinek, když se cítíte nemocně. Tento jednoduchý lék je ve skutečnosti založen na vědě - a nová studie ukazuje, že by mohl být vložen do DNA, alespoň do ovocných mušek.
Existuje spřízněná korelace mezi spánkem a imunitním systémem, ale vědci měli potíže s definováním vztahu. Tým vědců se nyní o krok blíže k vytvoření jasného spojení; Našli jsme jeden gen v ovocných muškách, který podporuje spánek, když je hmyz nemocný nebo vyčerpaný.
Tým - vedený Amitou Sehgalem, neurovědcem na University of Pennsylvania - daboval genové nemuri, japonské slovo pro spánek. Zatímco předchozí testy identifikovaly geny, které snižují spánek, když chybí, je to první studie mouchy, která identifikuje jediný gen, který, když je hyperaktivní, zlepšuje spánek. Množství nemuri také pomohlo mouchám bojovat s infekcí a představovalo jasné spojení mezi tímto spánkovým genem a imunitním systémem.
"Je to docela důležitý průlom v tom smyslu, že poskytuje mechanickou souvislost mezi těmito dvěma úplně odlišnými věcmi - spánkovou a imunitní odpovědí - které se zdají být velmi propojeny, " řekl Grigorios Oikonomou, neurovědec, který studuje genetiku spánku u zebrafish v Kalifornii. Technologický institut, ale do tohoto experimentu nebyl zapojen.
Kolik mušek bylo zapotřebí k určení tohoto jediného genu, což by nám mohlo pomoci odhalit spojení mezi spánkem a imunitou? Podle Sehgalova odhadu téměř milion. Tisíce skupin mušek byly zkonstruovány tak, aby turboexprimovaly různé geny přidáním léku do hmyzu typické stravy kukuřičné mouky, melasy, kvasinek a agaru.
Mouchy, jak se ukázalo, jsou ospalá stvoření. V laboratoři spí asi 11 hodin denně. „Spánek“ pro mouchy je definován jako pět nebo více minut nehybnosti, které lze měřit sledováním videa nebo kontrolou, zda jejich pohyb rozbije infračervený paprsek v jejich domovské zkumavce. Vědci sledovali 8 015 různých typů geneticky pozměněných mušek, když odkládali, ale po zdlouhavém procesu eliminace jedna jediná skupina dramaticky outspala.
Tito odlehlé skupiny - skupina nemuri - vytvořili neuvěřitelných 17 až 20 hodin spánku denně.
"Byli jsme velmi překvapeni, že jsme dostali pouze jeden [gen z 8 000], " říká Sehgal.
Vědci také testovali „hloubku spánku“ nebo to, jak snadno se probudily mouchy, když byl vyplašen plastovou paličkou, která spadla na kontejner, v němž byla umístěna. Šok stačil k tomu, aby se probudilo přes 94 procent pravidelných mušek z jejich spánku. Na druhou stranu přes raketu spalo více než 80 procent mušek podporovaných nemuri.
Nemuri je dobrý pro více než navození zdravého spánku: Mouchy s extra nemuri byli lepší v boji proti chřipce. Při infikování dvěma druhy smrtelných bakterií přežily mouchy podporované nemuri déle než jejich protějšky, které exprimovaly nemuri na normální úrovni.
Ukázalo se, že nemuri také fungují jako antimikrobiální peptid (AMP), což znamená, že je docela účinný při ničení mikrobů samostatně. Mouchy exprimující gen v typických hladinách měly téměř nedetekovatelné stopy AMP. Spouští mozky normálních mušek, aby odčerpaly další nemuri, byla deprivace spánku - otřesem zhruba každých 20 sekund - a nemoc.
Tyto výsledky, vysvětlil Sehgal, naznačují, že „regulace spánku je úzce spjata s imunitním systémem, zejména s tím, jak se tělo vypořádává s deprivací spánku.“
Nalezení molekuly, která se vyvinula pro navození spánku a má také samostatnou funkci zabíjení mikrobů „je velmi sugestivní, že ve skutečnosti je spánek pro vás dobré, když jste nemocní, “ říká Oikonomou, který je spoluautorem perspektivního článku v Science, který doprovází Sehgalovo studium.
Mít hodně nemuri jasně indukovaného spánku, ale tým také chtěl vědět, zda by spánek mušek byl ovlivněn, kdyby bylo nemuri úplně odstraněno. Aby to dokázali, Sehgalův tým choval mutantní mouchy postrádající obě kopie genu nemuri, takže nemohli vyrobit své antimikrobiální výhody. Mutantní mouchy bez nemuri dostaly stejné množství spánku jako jejich normální protějšky, které vlastní nemuri, i když studie zjistila, že mutanti byli snadněji probuzeni světelnými záblesky nebo cizím zápachem a pomaleji usínali.
Mouchy s nemuri genem spaly déle poté, co onemocněly. Ale, Sehgal říká, mutanti „neumírají dříve než kontroly, a my si myslíme, že je to proto, že existují jiné faktory, které kompenzují.“
Jinými slovy, gen nemuri není konečným genem nezbytným pro spánek nebo imunitu. Bez něj jsou mouchy stále schopny spát, i když vhodněji, a zdá se, že jejich nepřítomnost neovlivňuje odolnost proti infekcím.
Chiara Cirelli, neurovědkyně z Wisconsinské univerzity v Madisonu, která se studie nezúčastnila, se zajímá o to, jaké účinky genu nemuri jsou na méně extrémních úrovních.
"Věděli jsme, že tato korelace existuje, ale tady máme zvířecí model, máme specifický gen, můžeme začít klást tyto další mechanistické otázky, " říká. Studie otevírá nové možnosti pro výzkum, který podrobně zkoumá vztah mezi spánkem a imunitním systémem, vysvětluje Cirelli.
Sehgal by také rád věděl, jaké jiné druhy, včetně lidí, mají nemuri nebo podobný gen. Další studium nemuri a jeho proteinu bojujícího proti mikrobům by mohlo vést k „mnohem lepšímu léku na spánek“, spekuluje Oikonomou, možná s méně vedlejšími účinky, než jaké jsou na trhu.
