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”大多数人都清楚充足睡眠是(shì)至关重要的,经典(jīngdiǎn)观点认为:每晚睡足 8 小时,第二天才能精力充沛地学习、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一些例外,他们每天仅需睡 3-6 小时,却依然活力满满,学习(xuéxí)工作两不误。他们仿佛(fǎngfú)能(néng)多出好几个小时的时间去学习、娱乐或工作。
这群人被称为“自然短睡者(shuìzhě)(natural short sleepers)”,科学家发现,他们的秘密就藏(cáng)在基因里。
揭开“短(duǎn)睡者”的神秘面纱
其实,不同生物的(de)(de)睡眠模式本来(běnlái)就不太一样。比如,大象每天仅睡 2-4 小时,而树懒则(zé)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生存环境和能量消耗的不同适应策略。人类的睡眠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(dútè)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?有些(yǒuxiē)人天生就能少睡也照常运行,他们(tāmen)的大脑和身体到底有什么特别之处?
美国加州大学(měiguójiāzhōudàxué)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,其中一对母女引起了特别关注。研究人员对母女俩(mǔnǚliǎ)的基因组进行深入分析后,有(yǒu)了重大发现:在调节人体昼夜节律的基因中,存在一个罕见突变(tūbiàn)。
人体的昼夜节律如同一个精密的时钟,由位于(wèiyú)下丘脑(xiàqiūnǎo)的视交叉上核(shànghé)(SCN)控制。SCN 通过接收外界的光线、温度(wēndù)等环境信号,来调整人体的生理节奏。当光线变化(biànhuà)时,视网膜会将信号传递给(gěi) SCN,SCN 再通过神经和体液调节,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 SCN 的正常功能,进而改变了她们的睡眠需求。
SCN 能够感受(gǎnshòu)光线变化从而(cóngér)调整人体生理节奏。图片来源:Wikipedia
这个在(zài)母女基因中发现的突变,就像是打开睡眠奥秘之门的一把(yībǎ)钥匙。
这一发现吸引了其他有类似睡眠(shuìmián)习惯的(de)人主动联系(liánxì)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丰富。到目前为止,他们(tāmen)已鉴定出与自然短睡眠特征相关(xiāngguān)的 4 个基因中的 5 种突变,而且不同家族的突变存在差异,呈现出家族特异性(tèyìxìng)。这表明,睡眠与基因的关系十分复杂,可能涉及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。
新发现:SIK3 基因突变(jīyīntūbiàn)
在探索的(de)道路上(shàng),研究团队又有了新突破。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(méi)的活性,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 SIK3 基因中还(hái)发现过另一种突变(tūbiàn),这种突变会导致小鼠异常嗜睡。同(tóng)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。
为深入了解新发现的 SIK3 基因突变(jīyīntūbiàn),研究团队对(duì)小鼠进行基因改造,使其携带该突变。
结果令人惊讶,这些小鼠每天睡眠(shuìmián)时间比正常小鼠减少约 31 分钟(小鼠通常每天睡 12 小时(xiǎoshí)左右)。研究还发现(fāxiàn),这个突变影响的酶在大脑突触中活性最强,为“睡眠有助于大脑重置”的理论提供(tígōng)了支持。
大脑突触(tūchù)是负责神经元(shénjīngyuán)之间传递信息的(de)关键部位,其功能对于学习、记忆和认知等功能至关重要。“睡眠有助于大脑重置(zhòngzhì)”这一(zhèyī)理论认为,睡眠不仅仅是休息,更是大脑清理代谢废物和修复受损神经元连接的时期。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(tígāo)了,因而(yīnér)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(suīrán) SIK3 基因的(de)发现令人兴奋,但科学家(kēxuéjiā)们对它的作用仍有不同看法。美国哈佛医学院(yīxuéyuàn)的神经学家 Clifford Saper 就认为,虽然突变小鼠睡眠时间减少,但幅度有限,说明(shuōmíng) 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(shēnglǐ)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(yǐngxiǎng),包括环境压力、能量平衡和生存需求等。单一基因突变不太可能完全决定睡眠需求的变化。
但他也肯定(kěndìng)了该研究的意义,此次基因突变导致小鼠异常睡眠模式的发现,与(yǔ)之前对 SIK3 的认知相符,有助于理解嗜睡的生物学(shēngwùxué)基础。
嗜睡症是一种常见的(de)睡眠障碍(zhàngài),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,科学家可以深入了解嗜睡症的发病机制,为开发新的治疗(zhìliáo)方法提供理论依据。
睡眠调节机制仍在(zài)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(guānyú)这些基因及其变异如何普遍影响睡眠的机制,目前还(hái)没有明确答案。
研究发现,“有没有这个基因”虽然很重要,但是“基因有没有被启动(qǐdòng)”也同样关键。用专业术语来说,这与基因的(de)表达调控有关,但是简单来理解就是,每个基因都有一个“开关”,它什么(shénme)时候打开、打开多大(也就是通过这个基因制造(zhìzào)的蛋白质的多少),都会影响(yǐngxiǎng)睡眠。
而这些“开关”不仅受遗传影响,还会受到(shòudào)环境因素的调控。
比如长期处于高压力工作环境的(de)(de)人群,即使本身没有睡眠相关基因突变,也更容易出现睡眠问题(wèntí),这(zhè)可能是环境因素“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(néng)真正读懂这些睡眠基因的(de)运作方式,未来也许真的能实现“定制睡眠”——
对于失眠的(de)人(rén),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(zhèng)患者,可以通过修复相关基因,让他们摆脱白天困倦、注意力不(bù)集中的痛苦;
对于普通人来说,甚至有可能通过基因检测,量身定制(dìngzhì)睡眠方案(fāngàn),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相关的基因和影响因素(yīnsù)。也许有一天,我们真能(zhēnnéng)像(xiàng)科幻电影中那样(nàyàng),通过合理(hélǐ)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,呵护自己的身体和大脑。
保持规律的(de)作息时间、创造舒适的睡眠环境、避免睡前使用电子设备等,这些简单的生活方式调整(tiáozhěng)都有助于(yǒuzhùyú)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

大多数人都清楚充足睡眠是(shì)至关重要的,经典(jīngdiǎn)观点认为:每晚睡足 8 小时,第二天才能精力充沛地学习、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一些例外,他们每天仅需睡 3-6 小时,却依然活力满满,学习(xuéxí)工作两不误。他们仿佛(fǎngfú)能(néng)多出好几个小时的时间去学习、娱乐或工作。
这群人被称为“自然短睡者(shuìzhě)(natural short sleepers)”,科学家发现,他们的秘密就藏(cáng)在基因里。
揭开“短(duǎn)睡者”的神秘面纱
其实,不同生物的(de)(de)睡眠模式本来(běnlái)就不太一样。比如,大象每天仅睡 2-4 小时,而树懒则(zé)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生存环境和能量消耗的不同适应策略。人类的睡眠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(dútè)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?有些(yǒuxiē)人天生就能少睡也照常运行,他们(tāmen)的大脑和身体到底有什么特别之处?
美国加州大学(měiguójiāzhōudàxué)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,其中一对母女引起了特别关注。研究人员对母女俩(mǔnǚliǎ)的基因组进行深入分析后,有(yǒu)了重大发现:在调节人体昼夜节律的基因中,存在一个罕见突变(tūbiàn)。
人体的昼夜节律如同一个精密的时钟,由位于(wèiyú)下丘脑(xiàqiūnǎo)的视交叉上核(shànghé)(SCN)控制。SCN 通过接收外界的光线、温度(wēndù)等环境信号,来调整人体的生理节奏。当光线变化(biànhuà)时,视网膜会将信号传递给(gěi) SCN,SCN 再通过神经和体液调节,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 SCN 的正常功能,进而改变了她们的睡眠需求。

SCN 能够感受(gǎnshòu)光线变化从而(cóngér)调整人体生理节奏。图片来源:Wikipedia
这个在(zài)母女基因中发现的突变,就像是打开睡眠奥秘之门的一把(yībǎ)钥匙。
这一发现吸引了其他有类似睡眠(shuìmián)习惯的(de)人主动联系(liánxì)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丰富。到目前为止,他们(tāmen)已鉴定出与自然短睡眠特征相关(xiāngguān)的 4 个基因中的 5 种突变,而且不同家族的突变存在差异,呈现出家族特异性(tèyìxìng)。这表明,睡眠与基因的关系十分复杂,可能涉及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。
新发现:SIK3 基因突变(jīyīntūbiàn)
在探索的(de)道路上(shàng),研究团队又有了新突破。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(méi)的活性,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 SIK3 基因中还(hái)发现过另一种突变(tūbiàn),这种突变会导致小鼠异常嗜睡。同(tóng)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。
为深入了解新发现的 SIK3 基因突变(jīyīntūbiàn),研究团队对(duì)小鼠进行基因改造,使其携带该突变。
结果令人惊讶,这些小鼠每天睡眠(shuìmián)时间比正常小鼠减少约 31 分钟(小鼠通常每天睡 12 小时(xiǎoshí)左右)。研究还发现(fāxiàn),这个突变影响的酶在大脑突触中活性最强,为“睡眠有助于大脑重置”的理论提供(tígōng)了支持。
大脑突触(tūchù)是负责神经元(shénjīngyuán)之间传递信息的(de)关键部位,其功能对于学习、记忆和认知等功能至关重要。“睡眠有助于大脑重置(zhòngzhì)”这一(zhèyī)理论认为,睡眠不仅仅是休息,更是大脑清理代谢废物和修复受损神经元连接的时期。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(tígāo)了,因而(yīnér)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(suīrán) SIK3 基因的(de)发现令人兴奋,但科学家(kēxuéjiā)们对它的作用仍有不同看法。美国哈佛医学院(yīxuéyuàn)的神经学家 Clifford Saper 就认为,虽然突变小鼠睡眠时间减少,但幅度有限,说明(shuōmíng) 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(shēnglǐ)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(yǐngxiǎng),包括环境压力、能量平衡和生存需求等。单一基因突变不太可能完全决定睡眠需求的变化。
但他也肯定(kěndìng)了该研究的意义,此次基因突变导致小鼠异常睡眠模式的发现,与(yǔ)之前对 SIK3 的认知相符,有助于理解嗜睡的生物学(shēngwùxué)基础。
嗜睡症是一种常见的(de)睡眠障碍(zhàngài),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,科学家可以深入了解嗜睡症的发病机制,为开发新的治疗(zhìliáo)方法提供理论依据。
睡眠调节机制仍在(zài)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(guānyú)这些基因及其变异如何普遍影响睡眠的机制,目前还(hái)没有明确答案。
研究发现,“有没有这个基因”虽然很重要,但是“基因有没有被启动(qǐdòng)”也同样关键。用专业术语来说,这与基因的(de)表达调控有关,但是简单来理解就是,每个基因都有一个“开关”,它什么(shénme)时候打开、打开多大(也就是通过这个基因制造(zhìzào)的蛋白质的多少),都会影响(yǐngxiǎng)睡眠。
而这些“开关”不仅受遗传影响,还会受到(shòudào)环境因素的调控。
比如长期处于高压力工作环境的(de)(de)人群,即使本身没有睡眠相关基因突变,也更容易出现睡眠问题(wèntí),这(zhè)可能是环境因素“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(néng)真正读懂这些睡眠基因的(de)运作方式,未来也许真的能实现“定制睡眠”——
对于失眠的(de)人(rén),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(zhèng)患者,可以通过修复相关基因,让他们摆脱白天困倦、注意力不(bù)集中的痛苦;
对于普通人来说,甚至有可能通过基因检测,量身定制(dìngzhì)睡眠方案(fāngàn),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相关的基因和影响因素(yīnsù)。也许有一天,我们真能(zhēnnéng)像(xiàng)科幻电影中那样(nàyàng),通过合理(hélǐ)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,呵护自己的身体和大脑。
保持规律的(de)作息时间、创造舒适的睡眠环境、避免睡前使用电子设备等,这些简单的生活方式调整(tiáozhěng)都有助于(yǒuzhùyú)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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