來自德克薩斯 A&M 大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)佩雷??爾曼醫(yī)學(xué)院和費城兒童醫(yī)院 (CHOP) 的研究人員參與的一項研究工作利用人類基因組學(xué)確定了一種新的遺傳途徑，該途徑涉及調(diào)節(jié)從果蠅到人類的睡眠——一種新的可能為失眠和其他睡眠相關(guān)疾病的新療法鋪平道路的洞察力。
德克薩斯 A&M 遺傳學(xué)家和進化生物學(xué)家 Alex Keene 與賓夕法尼亞大學(xué)的 Allan Pack 和 Philip Gehrman 以及 CHOP 的 Struan Grant 合作進行了這項開創(chuàng)性的研究，該研究發(fā)表在《科學(xué)進展》上。
“人們已經(jīng)付出了巨大的努力來利用人類基因組研究來尋找睡眠基因，”基恩說。“一些研究涉及數(shù)十萬人。但動物模型的驗證和測試對于理解功能至關(guān)重要。我們在這里實現(xiàn)了這一點，主要是因為我們每個人都帶來了不同的專業(yè)知識領(lǐng)域，從而使這種合作取得了最終效果。”
基恩說，該團隊的工作最令人興奮的是，他們開發(fā)了一條管道，不是從模式生物開始，而是從實際的人類基因組學(xué)數(shù)據(jù)開始。
“有大量的人類全基因組關(guān)聯(lián)研究 (GWAS) 可以識別與人類睡眠相關(guān)的遺傳變異，”基恩說。“然而，驗證它們是一個巨大的挑戰(zhàn)。我們的團隊使用了一種稱為變異基因映射的基因組學(xué)方法來預(yù)測受每個遺傳變異影響的基因。然后我們篩選了這些基因在果蠅中的作用。
“我們的研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)功能修飾劑生物合成所需的 Pig-Q 基因突變會增加睡眠。然后我們在脊椎動物模型斑馬魚中對此進行了測試，并發(fā)現(xiàn)了類似的效果。因此，在人類中、蒼蠅和斑馬魚，Pig-Q 與睡眠調(diào)節(jié)有關(guān)。”
Keene 說，該團隊的下一步是研究一種常見的蛋白質(zhì)修飾 GPI 錨生物合成對睡眠調(diào)節(jié)的作用。此外，他指出，該團隊開發(fā)的從人類到果蠅到斑馬魚的管道將使他們不僅可以在功能上評估睡眠基因，還可以評估使用人類 GWAS 通常研究的其他特征，包括神經(jīng)退行性變、衰老和記憶。
“了解基因如何調(diào)節(jié)睡眠以及該通路在睡眠調(diào)節(jié)中的作用，有助于揭示未來關(guān)于睡眠和睡眠障礙(如失眠)的發(fā)現(xiàn)，”賓夕法尼亞大學(xué)精神病學(xué)臨床心理學(xué)副教授、臨床心理學(xué)家 Gehrman 說。賓夕法尼亞時間生物學(xué)和睡眠研究所。“展望未來，我們將繼續(xù)使用和研究該系統(tǒng)，以確定更多調(diào)節(jié)睡眠的基因，這可能為睡眠障礙的新療法指明方向。”
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