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科學家開始解碼失眠的遺傳學

科學家開始解碼失眠的遺傳學
  • 研究人員利用人類基因組學來識別參與調節人類睡眠的新遺傳途徑,這可能有助於創造治療失眠或其他睡眠障礙的新療法。

  • 他們發現 pig-q 基因的突變(蛋白質功能修飾劑的生物合成所必需)會增加睡眠,而 pig-q 與跨物種的睡眠調節有關。 

這篇文章發表在 sciencedaily.com 上:

美國國立衛生研究院資助的一項由德克薩斯a&m 大學、賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院和費城兒童醫院(chop) 的研究人員參與的一項研究,利用人類基因組學,從果蠅身上發現了一條參與調節睡眠的新遺傳途徑對人類來說——這一新穎的見解可能為失眠和其他睡眠相關疾病的新療法鋪平道路。

德州 a&m 遺傳學家和演化生物學家 alex keene 與賓州大學的 allan pack 和 philip gehrman 以及 chop 的 struan grant 合作進行了這項開創性的研究,該研究發表在 科學進步。

「利用人類基因組研究來尋找睡眠基因已經付出了巨大的努力,」基恩說。 「有些研究涉及數十萬個體。但動物模型的驗證和測試對於理解功能至關重要。我們在這裡取得了這一成就,很大程度上是因為我們每個人都帶來了不同領域的專業知識,從而使這種合作達到了最終的有效性。

基恩說,團隊的工作中最令人興奮的事情是,他們開發了一條管道,不是從模型生物體開始,而是從實際的人類基因組數據開始。

「有大量的人類全基因組關聯研究(GWAS)可以識別與人類睡眠相關的遺傳變異,」基恩說。 「然而,驗證它們是一個巨大的挑戰。我們的團隊使用一種稱為變體到基因圖譜的基因組學方法來預測受每個遺傳變體影響的基因。然後我們篩選了這些基因在果蠅中的影響。

「我們的研究發現,Pig-Q 基因的突變(蛋白質功能修飾劑的生物合成所必需)可以增加睡眠。然後,我們在脊椎動物模型斑馬魚中進行了測試,發現了類似的效果。因此,在人類中、蒼蠅和斑馬魚,Pig-Q 與睡眠調節有關。

Keene 表示,團隊的下一步是研究一種常見的蛋白質修飾(GPI 錨定生物合成)在睡眠調節中的作用。 此外,他指出,該團隊開發的從人類到果蠅再到斑馬魚的管道不僅可以對睡眠基因進行功能評估,還可以對使用人類GWAS 常用的其他特徵進行功能評估,包括神經退化、衰老和記憶。

賓州大學精神病學臨床心理學副教授、賓州大學精神病學臨床心理學家格爾曼說:「了解基因如何調節睡眠以及該途徑在睡眠調節中的作用,有助於揭示未來關於睡眠和睡眠障礙(例如失眠)的發現。 “展望未來,我們將繼續使用和研究這個系統來識別更多調節睡眠的基因,這可能為睡眠障礙的新治療指明方向。”

基恩在生理時鐘研究中心附屬實驗室的研究處於演化和神經科學的交叉點,主要致力於了解果蠅和魚類模型中睡眠、記憶形成和其他行為功能的神經機制和演化基礎。 具體來說,他研究果蠅(黑腹果蠅)和失去視力和睡眠能力的墨西哥洞穴魚,目的是確定影響人類疾病的行為選擇的遺傳基礎。

故事來源:

材料 由...提供 德州農工大學。 原作者:Shana K. Hutchins。 注意:內容的風格和長度可能會被編輯。


期刊參考:

  1. 賈斯汀·巴勒莫等人。 變異基因圖譜和跨物種遺傳篩選確定 gpi 錨定生物合成是睡眠的調節劑. 科學進步,2023 DOI: 10.1126/sciadv.abq0844


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