Зачем организму нужен сон?
Сон необходим для нормального функционирования мозга и организма в целом, но понимание положительного эффекта сна остается в значительной степени неизвестным. Исследователи сна изучают новые и непредвзятые подходы, которые могут изучить сон на системном уровне. В одном из таких подходов, называемых «системной генетикой», выводы о биологических явлениях могут быть сделаны путем связывания нескольких уровней информации от ДНК до фенотипа посредством экспрессии генов, белков и метаболизма на уровне популяции. Системная генетика предлагает глобальный и взаимосвязанный взгляд на биологические явления и поэтому считается критическим для прогнозирования восприимчивости к болезням.
Сон необходим для нормального функционирования мозга и организма в целом, но понимание положительного эффекта сна остается в значительной степени неизвестным. Исследователи сна изучают новые и непредвзятые подходы, которые могут изучить сон на системном уровне. В одном из таких подходов, называемых «системной генетикой», выводы о биологических явлениях могут быть сделаны путем связывания нескольких уровней информации от ДНК до фенотипа посредством экспрессии генов, белков и метаболизма на уровне популяции. Системная генетика предлагает глобальный и взаимосвязанный взгляд на биологические явления и поэтому считается критическим для прогнозирования восприимчивости к болезням.
В исследовании проведен анализ генотипа у мышей с целью выявления путей молекулярной сигнализации, которые прогнозируют устойчивость или восприимчивость к потере сна. Семь лет работы достигли кульминации открытого доступа и интерактивной базы знаний, определяющей влияние лишения сна и генома на уровне транскриптома мозга и печени, метаболизма крови и, наконец, феномена сон-бодрствования, относящегося к беспрецедентное детальное рассечение активности мозга и поведения сна.
Первоначальные исследования дали несколько замечательных открытий. Предотвращение сна в течение первой половины привычной фазы сна (период света у мышей) повсеместно влияло на все системы, причем 78% всех экспрессированных генов в мозге меняли свою выраженность. Авторы определили ряд генетических вариантов, которые проявили свое действие только после сна, а не просто в состоянии покоя. Более того, эти варианты не только определяют силу реакции организма на нарушение сна, но также, в некоторых случаях, объясняя сильные личностные изменения в борьбе с недостаточным сном.
Возможно, самым ярким заключением, является то, что молекулы и метаболические пути, действующие только в периферической ткани (печень) непосредственно влияют на процессы центральной нервной системы, такие как циркадные ритмы, которые, как известно, происходят в конкретных областях мозга, таких как гиппокамп.Такие находки могут не только служить для новых терапевтических рекомендаций, но и оспаривать стереотипный взгляд на сон в значительной степени ориентированный на головной мозг.
Diessler S, Jan M, Emmenegger Y, Guex N, Middleton B, Skene DJ, et al. A systems genetics resource and analysis of sleep regulation in the mouse. PLoS Biol, 2018 DOI: 10.1371/journal.pbio.2005750
