Ystävä saattaa suositella hyvää yöunet, kun olet pahoinvoiva. Tämä yksinkertainen lääke perustuu tosiasiallisesti tieteeseen - ja uusi tutkimus osoittaa, että se saattaa olla upotettu DNA: han, ainakin hedelmäkärpäsiin.
Unen ja immuunijärjestelmän välillä on vakiintunut korrelaatio, mutta tutkijoilla on ollut vaikeuksia määritellä suhdetta. Nyt tutkijaryhmä on tullut askeleen lähemmäksi selkeän yhteyden luomista; he löysivät hedelmäkärpäksissä yhden geenin, joka lisää nukkumista, kun hyönteiset ovat sairaita tai uupuneita, tänään Science- lehdessä julkaistun lehden mukaan.
Ryhmä - jota johtaa Pennsylvanian yliopiston neurotieteilijä Amita Sehgal - nimitti geenin nemuri, japanin sana uni. Vaikka aiemmissa testeissä tunnistettiin geenejä, jotka vähentävät unta, kun ne puuttuvat, tämä on ensimmäinen perhetutkimus, jolla tunnistetaan yksi geeni, joka yliaktiivisena parantaa nukkumista. Runsaasti nemuria auttoi myös kärpäsiä torjumaan infektioita, luoden selvän yhteyden tämän unen geenin ja immuunijärjestelmän välillä.
"Tämä on melko tärkeä läpimurto siinä mielessä, että se tarjoaa mekaanisen yhteyden näiden kahden täysin erilaisen - unen ja immuunivasteen - välillä, jotka näyttävät olevan hyvin yhteydessä toisiinsa", kertoi neurotieteellinen tutkija Grigorios Oikonomou, joka opiskelee Kalifornian seeprakalan unen genetiikkaa. Tekniikan instituutti, mutta ei ollut mukana tässä kokeessa.
Kuinka monta kärpästä kesti tämän yksittäisen geenin määrittämiseen, mikä voisi auttaa meitä purkamaan yhteyden unen ja immuniteetin välillä? Sehgalin arvion mukaan lähes miljoona. Tuhansia kärpäsryhmiä muokattiin turbo-ekspressoimaan erilaisia geenejä lisäämällä lääke hyönteisten tyypilliseen maissijauheen, melassin, hiivan ja agarin ruokavalioon.
Kärpäsiä, kuten käy ilmi, ovat uneliaisia olentoja. Laboratoriossa he nukkuvat noin 11 tuntia päivässä. Kärpästen ”lepotila” määritellään vähintään viideksi minuutiksi liikkumattomuudeksi, joka voidaan mitata videoseurannalla tai tarkistaa, katkaiseeko niiden liike infrapunasäteen koeputkensa kodissa. Tutkijat tarkkailivat 8 015 erityyppistä geneettisesti muunnettua kärpästä hengittäessään, mutta pitkän poistoprosessin jälkeen yksi ryhmä nukutti dramaattisesti loput.
Nämä syrjäisimmät ryhmät - nemuri-ryhmä - yhdistivät mahtavaan 17 - 20 tuntiin nukkumiseen päivässä.
"Olimme hyvin yllättyneitä siitä, että saimme vain yhden [geenin 8000: sta]", Sehgal sanoo.
Tutkijat myös testasivat "unisyvyyttä" tai kuinka helposti kärpäset heräsivät, kun hätkähtivät muovisesta vasarasta pudotettaessa astioihinsa, joissa ne asettiin. Isku riitti rohkaisemaan yli 94 prosenttia säännöllisistä kärpäsistä heidän untuvuudestaan. Yli 80 prosenttia ei-tehostetuista kärpäsistä puolestaan nukkui oikein mailan läpi.
Nemuri on hyvä enemmän kuin aiheuttamaan ääntä unta: Ylimääräisillä nemurilla varustetut kärpäset torjuivat paremmin flunssaa. Tarttuessaan kahdella tyypillisellä tappavalla bakteerilla, eiuri-tehostetut kärpäset selvisivät pidempään kuin heidän kollegansa, jotka ilmaisivat nemuria normaalilla tasolla.
Osoittautuu, että nemuri toimii myös antimikrobisena peptidinä (AMP), mikä tarkoittaa, että se on melko tehokas tappamaan mikrobit yksinään. Geenin tyypillisillä tasoilla ilmentävillä kärpäksillä oli melkein havaitsemattomia jälkiä AMP: stä. Se, mikä sai normaalin kärpäsen aivot pumppaamaan enemmän nemuria, oli unen puute - ravistamalla noin 20 sekunnin välein - ja sairaus.
Nämä tulokset, Sehgal selitti, osoittavat, että "unen säätely liittyy läheisesti immuunijärjestelmään, etenkin siihen, miten keho käsittelee unen puutetta".
Sellaisen molekyylin löytäminen, joka on kehittynyt nukkumaan ja jolla on myös erillinen mikrobeja tappaava toiminto, "on erittäin vihjailevaa, että nukkuminen on sinulle hyvää, kun olet sairas", sanoo Oikonomou, joka on Science: n yhdessä kirjoittanut perspektiivipaperi. seuraa Sehgalin tutkimusta.
Koska paljon nemureja aiheutti selvästi unta, mutta joukkue halusi myös tietää, vaikuttavatko kärpästien unelma, jos nemuri eliminoidaan kokonaan. Tämän testaamiseksi Sehgalin joukkue kasvatti mutanttikärpäsiä, joista puuttui nemuri-geenin molemmat kopiot, joten ne eivät täysin pystyneet tuottamaan sen antimikrobisia hyötyjä. Mutantit, joista ei puutunut kärpäsiä, saivat saman määrän unta kuin normaalit, eiurilaisia omistavat kollegansa, vaikka tutkimuksen mukaan mutantit heräsivät helpommin valon välähdyksillä tai vieraalla hajolla ja nukkuivat hitaammin takaisin.
Nemuri-geenin kärpäset nukkuivat pidempään sairastumisen jälkeen. Mutta Sehgal sanoo, mutantit "eivät kuole aikaisemmin kuin kontrollit, ja luulemme, että se johtuu siitä, että on olemassa muita tekijöitä, jotka kompensoivat".
Toisin sanoen nemuri-geeni ei ole lopullinen, välttämätön geeni, jota tarvitaan nukkumiseen tai immuniteettiin. Ilman sitä kärpäleet kykenevät silti nukkumaan, tosin mukavammin, ja sen puuttuminen ei näytä heikentävän niitä tartuntojen torjunnassa.
Wisconsin-Madisonin yliopiston neurotieteilijä Chiara Cirelli, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, on kiinnostunut näkemään, mitkä nemuri-geenin vaikutukset ovat vähemmän äärimmäisillä tasoilla.
"Tiesimme, että tämä korrelaatio oli, mutta täällä, meillä on eläinmalli, meillä on tietty geeni, voimme alkaa kysyä näitä mekaanisempia kysymyksiä", hän sanoo. Tutkimus avaa uusia tapoja tutkimukselle syventää unen ja immuunijärjestelmän välistä suhdetta, Cirelli selittää.
Sehgal haluaisi myös tietää, mitä muilla lajeilla, mukaan lukien ihmiset, on nemuri tai sen kaltainen geeni. Nemurin ja sen mikrobien torjuntaproteiinin tutkiminen voi johtaa ”paljon parempaan unilääkkeeseen”, Oikonomou spekuloi. Ehkä sellainen, jolla on vähemmän sivuvaikutuksia kuin tällä hetkellä markkinoilla.
