На первый взгляд все выглядит просто — с наступлением ночи хочется спать. Однако за этим ежедневным явлением стоит ряд сложных молекулярных изменений. Американские исследователи из Рокфеллеровского университета проанализировали механизм сна и выявили ген insomniac, отвечающий за продолжительность сна. Тестирование этого гена у плодовых мушек позволило ученым по-новому взглянуть на проблему бессонницы. Хотя у мух и людей, казалось бы, нет ничего общего, ученые утверждают, что механизм сна и бодрствования насекомых очень напоминает человеческий.
Доктор Николас Ставропоулос и его коллеги из лаборатории генетики Рокфеллеровского университета провели генетический анализ клеток головного мозга около 21 тыс. плодовых мушек. Используя инфракрасное оборудование, они определили, что мутация в гене insomniac влечет за собой резкое сокращение сна. В то время как обычные мушки спали в среднем 927 мин. в день, страдающие бессонницей насекомые дремали всего 317 мин., при этом часто просыпаясь.
«Результаты исследования показали, что выявленный ген влияет на продолжительность и качество сна, — рассказывает г-н Ставропоулос. — Что особенно интересно, ген бессонницы может работать через гомеостатические (саморегулирующиеся) механизмы. Они в отличие от хорошо изученных циркадных часов влияют на организм независимо от времени суток».
Ученые полагают, что ген insomniac угнетает специфические белки в клетках головного мозга, которые влияют на сонливость. При этом мухи не чувствуют дискомфорта, им просто требуется меньше сна.
Исследователи также изучили связь между продолжительностью сна и продолжительностью жизни, обнаружив, что мухи, испытывающие проблемы со сном, живут примерно на треть меньше, но лишь только в том случае, если ген insomniac присутствует в каждой клетке их организма, а не только в клетках мозга.
«Сон — это фундаментальная основа поведения всех животных, но пока он плохо изучен с научной точки зрения, — говорит г-н Ставропоулос. — Исследование навело нас на новые факты о том, каким образом процесс сна контролируется на молекулярном уровне».
Ученые полагают, что исследование обнаруженного гена поможет в будущем бороться с расстройствами сна.
«Сон связан со структурой мозга, а гены способны влиять на образование этих структур. Соответственно, и на бессонницу тоже. Существует заболевание, связанное с геном сна, правда, совершенно противоположное бессоннице — нарколепсия. В этом случае пациент страдает внезапными приступами засыпания», — рассказал профессор кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Вячеслав Дубынин.
Руководитель Российского общества сомнологов Владимир Ковальзон отмечает, что на молекулярном и химическом уровне процесс сна всегда оставался непонятным.
«Американские ученые сделали впечатляющее открытие. Сомнологи полвека бьются над вопросом, для чего нужен сон. Да, мы отдыхаем ночью, однако наш мозг продолжает работать, — говорит г-н Ковальзон. — Новое исследование, возможно, прольет свет на гомеостаз сна — механизм, который заставляет восстанавливать его недостаток. Если мы всю неделю недосыпаем, то в выходные обязательно будем спать дольше, чем обычно, иначе усталость никуда не уйдет. Почему так происходит, зачем нужна такая сложная организация этого процесса на молекулярном уровне, неизвестно».
