2008-01-12

「瞌睡蟲」幫助研究者解釋睡眠的演化

Snoozing worms help researchers explain the evolution of sleep
http://www.physorg.com/news119267283.html

January 11, 2008

秀麗隱桿線蟲(C. elegans)這種線蟲(roundworm 或稱 nematode)或許是解開重要生物學之謎的關鍵:我們為何會睡覺。賓州大學醫學院的研究者在本週 Nature 的 AOP 上報告這種線蟲具有睡眠般的狀態,加入大部分的動物界中展現這種生理學。此外,與此研究相關的遺傳研究為利用秀麗隱桿線蟲來確認睡眠調控基因以及睡眠疾病的藥物目標,提供了新的可能性。

第一作者 David M. Raizen, MD, PhD,神經學助教授在與其他賓州大學睡眠中心的研究者合作下,證實在該蟲發展中有一段稱為「休眠(lethargus)」的沈默(quiescence)行為時期,那具有如睡眠般的特性。

"正如同人們在睡眠中甚少回應般,這種蟲在休眠時也一樣," Raizen 解釋。"而且,如同人類在睡眠剝奪之後會很快入睡並且睡的很深,這種蟲也是一樣。"

藉由證明這種蟲的睡眠,Raizen 等人不只證明了睡眠在自然界當中的普遍性,而且為睡眠的目的提供了一個令人信服的假說。

因為休眠時間與線蟲的生活週期相符,那時神經系統中的突觸會發生改變,故他們提出睡眠是一種神經系統可塑性所需的狀態。換言之,為了要讓神經系統成長與改變,必須要有讓活動行為停下來的時間。其他賓州大學的研究者證實,在哺乳類動物中,突觸的改變發生在睡眠期間,而睡眠的剝奪會導致這些突觸改變的崩潰瓦解。

此外,這個研究團隊把秀麗隱桿線蟲當成一種模型系統,以確認一種管控睡眠的基因。這種基因,是一種蛋白質激酶(kinase)的編碼,而且由一種稱為 cyclic GMP 的小分子所管控,先前已被研究過,不過並沒有被懷疑在睡眠管控中扮演某種角色。這些發現指出這種基因在管控人類睡眠的潛在角色,而且能為睡眠疾病新藥物的開發指出一條明路。

※ 相關報導:

* Lethargus is a Caenorhabditis elegans sleep-like state
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature06535.html
David M. Raizen, John E. Zimmerman, Matthew H. Maycock,
Uyen D. Ta, Young-jai You, Meera V. Sundaram & Allan I. Pack
Nature advance online publication 9 January 2008
doi:10.1038/nature06535
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