为什么有人每天睡得少却很精神?科学家发现“短睡基因”
为什么有人每天睡得少却很精神?科学家发现“短睡基因”
为什么有人每天睡得少却很精神?科学家发现“短睡基因”大多数人(rén)都清楚充足睡眠是至关重要的,经典观点认为:每晚睡足 8 小时,第二天才能精力充沛地学习(xuéxí)、工作,否则就会昏昏沉沉,注意力不集中,情绪也容易(róngyì)烦躁。
然而我们有时候却会遇到(yùdào)一些例外,他们每天仅需睡 3-6 小时,却依然活力满满,学习工作两不误。他们仿佛能多出(duōchū)好几个小时的(de)时间去学习、娱乐或工作。
这群人被称为“自然短睡者(natural short sleepers)”,科学家发现,他们的(de)秘密就藏在基因(jīyīn)里。
揭开“短(duǎn)睡者”的神秘面纱
其实,不同(bùtóng)生物的睡(shuì)眠模式本来就不太一样。比如,大象每天仅睡 2-4 小时,而(ér)树懒则要睡 15-20 小时。这种差异背后,反应的是物种在长期进化中对(duì)生存环境和能量消耗的不同适应策略。人(rén)类的睡眠(shuìmián)同样经历了漫长的演化,而“自然短睡者”的出现,就像一道独特的窗口,帮助科学家从遗传和进化的角度,重新审视:人真的一定要睡八小时吗(ma)?有些人天生就能少睡也照常运行,他们的大脑和身体到底有什么特别之处?
美国加州大学旧金山分校的科研团队,在 21 世纪初接触到一批每晚睡眠 6 小时或更少的研究对象,其中一对母女(mǔnǚ)引起了(le)特别关注。研究人员对母女俩(mǔnǚliǎ)的基因组进行深入分析后,有了重大发现:在调节(tiáojié)人体昼夜节律的基因中,存在一个罕见突变。
人体的(de)(de)昼夜节律如同一个精密的时钟,由位于下丘脑的视(shì)交叉上核(SCN)控制。SCN 通过接收外界的光线、温度等环境信号(xìnhào),来调整人体的生理节奏。当光线变化时,视网膜会将信号传递给 SCN,SCN 再通过神经和体液调节(tiáojié),影响身体各个器官和系统的活动,从而维持“睡眠-觉醒”周期的稳定。而这对母女基因中的突变,很可能(kěnéng)干扰了(le) SCN 的正常功能,进而改变了她们的睡眠需求。
SCN 能够感受光线变化(biànhuà)从而调整人体生理节奏(jiézòu)。图片来源:Wikipedia
这个在母女基因中发现的(de)突变,就像是打开睡眠奥秘之门的一把钥匙(yàoshi)。
这一发现吸引了其他有类似睡眠习惯的(de)(de)人主动联系实验室进行 DNA 检测。随着研究对象增多,该团队的数据越来越(yuèláiyuè)丰富。到目前为止,他们已鉴定出与自然短睡眠特征相关的 4 个基因中的 5 种突变,而且不同(bùtóng)家族的突变存在差异,呈现出(chéngxiànchū)家族特异性。这表明,睡眠与基因的关系十分复杂,可能涉及(shèjí)多个基因的协同作用,不同家族的基因突变可能通过不同的途径影响睡眠。
新(xīn)发现:SIK3 基因突变
在探索的(de)道路上,研究团队又有(yǒu)了新突破。他们在自然短睡眠者的 DNA 中发现了新的 SIK3 基因突变。它能影响大脑中一种酶的活性(huóxìng),而这种酶正是决定我们需要睡多久的关键之一。
巧合的是,此前日本研究人员在(zài) SIK3 基因中还发现过另一种(yīzhǒng)突变,这种突变会导致小鼠(xiǎoshǔ)异常嗜睡。同一种基因,不同突变却产生相反效果,让睡眠与基因的关系更加神秘。
为深入了解新(xīn)发现的 SIK3 基因突变,研究团队对小鼠进行基因改造(gǎizào),使其携带该突变。
结果令人惊讶,这些小鼠(xiǎoshǔ)(xiǎoshǔ)每天(měitiān)睡眠时间比正常小鼠减少约 31 分钟(小鼠通常每天睡 12 小时左右)。研究还发现,这个突变影响的酶在大脑(dànǎo)突触中活性最强,为“睡眠有助于大脑重置”的理论提供了支持。
大脑(dànǎo)突触是负责神经元之间传递信息的关键部位,其功能对于学习、记忆和(hé)认知等(děng)功能至关重要。“睡眠(shuìmián)有助于大脑重置”这一理论认为,睡眠不仅仅是休息,更是大脑清理代谢废物(fèiwù)和修复受损(shòusǔn)神经元连接(liánjiē)的时期。携带 SIK3 基因突变的个体,其生产的酶可能让突触的工作效率提高了,因而让大脑具备了更高效的“清理修复系统”,使得在较短的睡眠时间内,就能完成这些重要的生理过程,从而满足大脑正常功能的需求。
虽然 SIK3 基因的发现(fāxiàn)令人兴奋,但科学家们对它的作用仍有(yǒu)不同看法。美国哈佛(hāfú)医学院(yīxuéyuàn)的神经学家 Clifford Saper 就认为,虽然突变小鼠睡眠(shuìmián)时间减少,但幅度有限,说明 SIK3 突变可能并非降低睡眠需求的主因。另外,从进化的角度来看,睡眠是一种高度保守的生理行为,在漫长的进化过程中,睡眠模式的形成受到多种因素的综合影响,包括环境压力、能量平衡(pínghéng)和生存需求等。单一基因突变不太可能完全决定睡眠需求的变化(biànhuà)。
但他也肯定了该研究(yánjiū)的意义,此次基因突变(jīyīntūbiàn)导致小鼠异常睡眠模式的发现,与之前对(duì) SIK3 的认知相符,有助于理解嗜睡的生物学基础。
嗜睡症是一种常见的(de)睡眠障碍,患者会出现白天(báitiān)过度嗜睡、难以控制的困倦发作等症状,严重影响生活质量和工作安全。通过研究 SIK3 基因突变与小鼠嗜睡之间的关系,科学家可以(kěyǐ)深入了解(liǎojiě)嗜睡症的发病机制,为开发新的治疗方法提供理论依据。
睡眠调节机制仍(réng)在探索
尽管已经发现多个与自然短睡眠相关的基因突变,但关于这些基因及其变异如何普遍影响(yǐngxiǎng)睡眠的机制,目前还没有(méiyǒu)明确答案。
研究发现,“有没有这个基因(jīyīn)(jīyīn)”虽然很重要,但是“基因有没有被启动”也同样关键。用专业术语来说,这与(yǔ)基因的表达调控有关(yǒuguān),但是简单来理解就是,每个基因都(dōu)有一个“开关”,它什么时候打开、打开多大(也就是通过这个基因制造的蛋白质的多少),都会影响睡眠。
而这些“开关(kāiguān)”不仅受遗传影响,还会受到环境因素的调控。
比如长期处于高压力工作环境的人群,即使本身没有睡眠(shuìmián)相关基因突变,也(yě)更容易出现睡眠问题,这可能(kěnéng)是环境因素(yīnsù)“开启”或“关闭”了某些与睡眠相关的基因。此外,饮食、运动等生活方式因素也可能通过影响基因表达,间接影响睡眠质量。
如果我们能真正读懂这些睡眠基因的运作方式,未来也许真的(zhēnde)能实现“定制(dìngzhì)睡眠”——
对于失眠(shīmián)的(de)人,或许可以开发出调节特定基因表达的药物,不再只是靠存在副作用的传统治疗药物;
对于嗜睡症患者,可以通过修复相关(xiāngguān)基因(jīyīn),让他们摆脱白天困倦、注意力不集中的痛苦;
对于普通人(pǔtōngrén)来说,甚至有可能(kěnéng)通过基因检测,量身定制睡眠方案,最大限度提升休息效率。
在未来,随着研究不断深入,我们有望发现更多与睡眠(shuìmián)相关的(de)基因和影响因素。也许有一天,我们真能像科幻电影中(zhōng)那样,通过合理调整基因,拥有更科学的睡眠模式,在保证充足休息的同时,有更多时间去追求有意义的生活。 但是在那之前,我们仍需依据现有的睡眠科学知识,养成良好的睡眠习惯(xíguàn),呵护自己(zìjǐ)的身体和大脑。
保持规律的作息时间(zuòxīshíjiān)、创造舒适的睡眠环境、避免睡前使用电子设备(diànzishèbèi)等,这些(zhèxiē)简单的生活方式调整都有助于提高睡眠质量,为我们的生活和工作提供充足的能量。
作者丨(gǔn)花茶 青岛农业大学

大多数人(rén)都清楚充足睡眠是至关重要的,经典观点认为:每晚睡足 8 小时,第二天才能精力充沛地学习(xuéxí)、工作,否则就会昏昏沉沉,注意力不集中,情绪也容易(róngyì)烦躁。
然而我们有时候却会遇到(yùdào)一些例外,他们每天仅需睡 3-6 小时,却依然活力满满,学习工作两不误。他们仿佛能多出(duōchū)好几个小时的(de)时间去学习、娱乐或工作。
这群人被称为“自然短睡者(natural short sleepers)”,科学家发现,他们的(de)秘密就藏在基因(jīyīn)里。
揭开“短(duǎn)睡者”的神秘面纱
其实,不同(bùtóng)生物的睡(shuì)眠模式本来就不太一样。比如,大象每天仅睡 2-4 小时,而(ér)树懒则要睡 15-20 小时。这种差异背后,反应的是物种在长期进化中对(duì)生存环境和能量消耗的不同适应策略。人(rén)类的睡眠(shuìmián)同样经历了漫长的演化,而“自然短睡者”的出现,就像一道独特的窗口,帮助科学家从遗传和进化的角度,重新审视:人真的一定要睡八小时吗(ma)?有些人天生就能少睡也照常运行,他们的大脑和身体到底有什么特别之处?
美国加州大学旧金山分校的科研团队,在 21 世纪初接触到一批每晚睡眠 6 小时或更少的研究对象,其中一对母女(mǔnǚ)引起了(le)特别关注。研究人员对母女俩(mǔnǚliǎ)的基因组进行深入分析后,有了重大发现:在调节(tiáojié)人体昼夜节律的基因中,存在一个罕见突变。
人体的(de)(de)昼夜节律如同一个精密的时钟,由位于下丘脑的视(shì)交叉上核(SCN)控制。SCN 通过接收外界的光线、温度等环境信号(xìnhào),来调整人体的生理节奏。当光线变化时,视网膜会将信号传递给 SCN,SCN 再通过神经和体液调节(tiáojié),影响身体各个器官和系统的活动,从而维持“睡眠-觉醒”周期的稳定。而这对母女基因中的突变,很可能(kěnéng)干扰了(le) SCN 的正常功能,进而改变了她们的睡眠需求。

SCN 能够感受光线变化(biànhuà)从而调整人体生理节奏(jiézòu)。图片来源:Wikipedia
这个在母女基因中发现的(de)突变,就像是打开睡眠奥秘之门的一把钥匙(yàoshi)。
这一发现吸引了其他有类似睡眠习惯的(de)(de)人主动联系实验室进行 DNA 检测。随着研究对象增多,该团队的数据越来越(yuèláiyuè)丰富。到目前为止,他们已鉴定出与自然短睡眠特征相关的 4 个基因中的 5 种突变,而且不同(bùtóng)家族的突变存在差异,呈现出(chéngxiànchū)家族特异性。这表明,睡眠与基因的关系十分复杂,可能涉及(shèjí)多个基因的协同作用,不同家族的基因突变可能通过不同的途径影响睡眠。
新(xīn)发现:SIK3 基因突变
在探索的(de)道路上,研究团队又有(yǒu)了新突破。他们在自然短睡眠者的 DNA 中发现了新的 SIK3 基因突变。它能影响大脑中一种酶的活性(huóxìng),而这种酶正是决定我们需要睡多久的关键之一。
巧合的是,此前日本研究人员在(zài) SIK3 基因中还发现过另一种(yīzhǒng)突变,这种突变会导致小鼠(xiǎoshǔ)异常嗜睡。同一种基因,不同突变却产生相反效果,让睡眠与基因的关系更加神秘。
为深入了解新(xīn)发现的 SIK3 基因突变,研究团队对小鼠进行基因改造(gǎizào),使其携带该突变。
结果令人惊讶,这些小鼠(xiǎoshǔ)(xiǎoshǔ)每天(měitiān)睡眠时间比正常小鼠减少约 31 分钟(小鼠通常每天睡 12 小时左右)。研究还发现,这个突变影响的酶在大脑(dànǎo)突触中活性最强,为“睡眠有助于大脑重置”的理论提供了支持。
大脑(dànǎo)突触是负责神经元之间传递信息的关键部位,其功能对于学习、记忆和(hé)认知等(děng)功能至关重要。“睡眠(shuìmián)有助于大脑重置”这一理论认为,睡眠不仅仅是休息,更是大脑清理代谢废物(fèiwù)和修复受损(shòusǔn)神经元连接(liánjiē)的时期。携带 SIK3 基因突变的个体,其生产的酶可能让突触的工作效率提高了,因而让大脑具备了更高效的“清理修复系统”,使得在较短的睡眠时间内,就能完成这些重要的生理过程,从而满足大脑正常功能的需求。
虽然 SIK3 基因的发现(fāxiàn)令人兴奋,但科学家们对它的作用仍有(yǒu)不同看法。美国哈佛(hāfú)医学院(yīxuéyuàn)的神经学家 Clifford Saper 就认为,虽然突变小鼠睡眠(shuìmián)时间减少,但幅度有限,说明 SIK3 突变可能并非降低睡眠需求的主因。另外,从进化的角度来看,睡眠是一种高度保守的生理行为,在漫长的进化过程中,睡眠模式的形成受到多种因素的综合影响,包括环境压力、能量平衡(pínghéng)和生存需求等。单一基因突变不太可能完全决定睡眠需求的变化(biànhuà)。
但他也肯定了该研究(yánjiū)的意义,此次基因突变(jīyīntūbiàn)导致小鼠异常睡眠模式的发现,与之前对(duì) SIK3 的认知相符,有助于理解嗜睡的生物学基础。
嗜睡症是一种常见的(de)睡眠障碍,患者会出现白天(báitiān)过度嗜睡、难以控制的困倦发作等症状,严重影响生活质量和工作安全。通过研究 SIK3 基因突变与小鼠嗜睡之间的关系,科学家可以(kěyǐ)深入了解(liǎojiě)嗜睡症的发病机制,为开发新的治疗方法提供理论依据。
睡眠调节机制仍(réng)在探索
尽管已经发现多个与自然短睡眠相关的基因突变,但关于这些基因及其变异如何普遍影响(yǐngxiǎng)睡眠的机制,目前还没有(méiyǒu)明确答案。
研究发现,“有没有这个基因(jīyīn)(jīyīn)”虽然很重要,但是“基因有没有被启动”也同样关键。用专业术语来说,这与(yǔ)基因的表达调控有关(yǒuguān),但是简单来理解就是,每个基因都(dōu)有一个“开关”,它什么时候打开、打开多大(也就是通过这个基因制造的蛋白质的多少),都会影响睡眠。
而这些“开关(kāiguān)”不仅受遗传影响,还会受到环境因素的调控。
比如长期处于高压力工作环境的人群,即使本身没有睡眠(shuìmián)相关基因突变,也(yě)更容易出现睡眠问题,这可能(kěnéng)是环境因素(yīnsù)“开启”或“关闭”了某些与睡眠相关的基因。此外,饮食、运动等生活方式因素也可能通过影响基因表达,间接影响睡眠质量。
如果我们能真正读懂这些睡眠基因的运作方式,未来也许真的(zhēnde)能实现“定制(dìngzhì)睡眠”——
对于失眠(shīmián)的(de)人,或许可以开发出调节特定基因表达的药物,不再只是靠存在副作用的传统治疗药物;
对于嗜睡症患者,可以通过修复相关(xiāngguān)基因(jīyīn),让他们摆脱白天困倦、注意力不集中的痛苦;
对于普通人(pǔtōngrén)来说,甚至有可能(kěnéng)通过基因检测,量身定制睡眠方案,最大限度提升休息效率。
在未来,随着研究不断深入,我们有望发现更多与睡眠(shuìmián)相关的(de)基因和影响因素。也许有一天,我们真能像科幻电影中(zhōng)那样,通过合理调整基因,拥有更科学的睡眠模式,在保证充足休息的同时,有更多时间去追求有意义的生活。 但是在那之前,我们仍需依据现有的睡眠科学知识,养成良好的睡眠习惯(xíguàn),呵护自己(zìjǐ)的身体和大脑。
保持规律的作息时间(zuòxīshíjiān)、创造舒适的睡眠环境、避免睡前使用电子设备(diànzishèbèi)等,这些(zhèxiē)简单的生活方式调整都有助于提高睡眠质量,为我们的生活和工作提供充足的能量。
作者丨(gǔn)花茶 青岛农业大学

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