來自德克薩斯 A&M 大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)佩雷??爾曼醫(yī)學(xué)院和費(fèi)城兒童醫(yī)院 (CHOP) 的研究人員參與的一項(xiàng)研究工作利用人類基因組學(xué)確定了一種新的遺傳途徑，該途徑涉及調(diào)節(jié)從果蠅到人類的睡眠——一種新的可能為失眠和其他睡眠相關(guān)疾病的新療法鋪平道路的洞察力。
德克薩斯 A&M 遺傳學(xué)家和進(jìn)化生物學(xué)家 Alex Keene 與賓夕法尼亞大學(xué)的 Allan Pack 和 Philip Gehrman 以及 CHOP 的 Struan Grant 合作進(jìn)行了這項(xiàng)開創(chuàng)性的研究，該研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。
“人們已經(jīng)付出了巨大的努力來利用人類基因組研究來尋找睡眠基因，”基恩說。“一些研究涉及數(shù)十萬人。但動(dòng)物模型的驗(yàn)證和測(cè)試對(duì)于理解功能至關(guān)重要。我們?cè)谶@里實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)，主要是因?yàn)槲覀兠總€(gè)人都帶來了不同的專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域，從而使這種合作取得了最終效果。”
基恩說，該團(tuán)隊(duì)的工作最令人興奮的是，他們開發(fā)了一條管道，不是從模式生物開始，而是從實(shí)際的人類基因組學(xué)數(shù)據(jù)開始。
“有大量的人類全基因組關(guān)聯(lián)研究 (GWAS) 可以識(shí)別與人類睡眠相關(guān)的遺傳變異，”基恩說。“然而，驗(yàn)證它們是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。我們的團(tuán)隊(duì)使用了一種稱為變異基因映射的基因組學(xué)方法來預(yù)測(cè)受每個(gè)遺傳變異影響的基因。然后我們篩選了這些基因在果蠅中的作用。
“我們的研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)功能修飾劑生物合成所需的 Pig-Q 基因突變會(huì)增加睡眠。然后我們?cè)诩棺祫?dòng)物模型斑馬魚中對(duì)此進(jìn)行了測(cè)試，并發(fā)現(xiàn)了類似的效果。因此，在人類中、蒼蠅和斑馬魚，Pig-Q 與睡眠調(diào)節(jié)有關(guān)。”
Keene 說，該團(tuán)隊(duì)的下一步是研究一種常見的蛋白質(zhì)修飾 GPI 錨生物合成對(duì)睡眠調(diào)節(jié)的作用。此外，他指出，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的從人類到果蠅到斑馬魚的管道將使他們不僅可以在功能上評(píng)估睡眠基因，還可以評(píng)估使用人類 GWAS 通常研究的其他特征，包括神經(jīng)退行性變、衰老和記憶。
“了解基因如何調(diào)節(jié)睡眠以及該通路在睡眠調(diào)節(jié)中的作用，有助于揭示未來關(guān)于睡眠和睡眠障礙(如失眠)的發(fā)現(xiàn)，”賓夕法尼亞大學(xué)精神病學(xué)臨床心理學(xué)副教授、臨床心理學(xué)家 Gehrman 說。賓夕法尼亞時(shí)間生物學(xué)和睡眠研究所。“展望未來，我們將繼續(xù)使用和研究該系統(tǒng)，以確定更多調(diào)節(jié)睡眠的基因，這可能為睡眠障礙的新療法指明方向。”
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