Ένας φίλος μπορεί να σας συστήσει μια ξεκούραστη νύχτα όταν αισθανθείτε άρρωστος. Αυτό το απλό φάρμακο στηρίζεται ουσιαστικά στην επιστήμη - και μια νέα μελέτη δείχνει ότι μπορεί να ενσωματωθεί στο DNA, τουλάχιστον στις μύγες των καρπών.
Υπάρχει μια καθιερωμένη συσχέτιση μεταξύ του ύπνου και του ανοσοποιητικού συστήματος, αλλά οι επιστήμονες δυσκολεύτηκαν να καθορίσουν τη σχέση. Τώρα, μια ομάδα ερευνητών έχουν έρθει ένα βήμα πιο κοντά στην καθιέρωση μιας σαφούς σύνδεσης. βρήκαν ένα μόνο γονίδιο στις μύγες φρούτων που ενισχύει τον ύπνο όταν τα έντομα είναι άρρωστα ή εξαντλημένα, σύμφωνα με δημοσίευμα που δημοσιεύθηκε σήμερα στο Science .
Η ομάδα-με επικεφαλής την Amita Sehgal, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια-αποκαλούσε το γονίδιο nemuri, ιαπωνική λέξη για ύπνο. Ενώ οι προηγούμενες δοκιμές εντοπίζουν γονίδια που μειώνουν τον ύπνο όταν λείπουν, αυτή είναι η πρώτη μελέτη μύγας για τον εντοπισμό ενός μόνο γονιδίου το οποίο, όταν είναι υπερδραστήριο, βελτιώνει τον ύπνο. Μια αφθονία του nemuri βοήθησε επίσης τις μύγες να καταπολεμήσουν τη μόλυνση, παρουσιάζοντας μια σαφή σύνδεση μεταξύ αυτού του γονιδίου ύπνου και του ανοσοποιητικού συστήματος.
"Αυτό είναι μια σημαντική σημαντική ανακάλυψη με την έννοια ότι παρέχει μια μηχανική σχέση μεταξύ αυτών των δύο τελείως διαφορετικών πραγμάτων - του ύπνου και της ανοσολογικής αντίδρασης - που φαίνεται να συνδέονται πολύ", δήλωσε ο Γρηγόριος Οικονόμου, νευροεπιστήμονας που μελετά τη γενετική ύπνου σε zebrafish στην Καλιφόρνια Ινστιτούτο Τεχνολογίας, αλλά δεν συμμετείχε σε αυτό το πείραμα.
Πόσες μύγες χρειάστηκαν για να εντοπίσουν αυτό το μοναδικό γονίδιο, το οποίο θα μπορούσε να μας βοηθήσει να ξεδιπλώσουμε τη σχέση ανάμεσα στον ύπνο και την ασυλία; Με την εκτίμηση του Sehgal, σχεδόν ένα εκατομμύριο. Χιλιάδες ομάδες μύγες σχεδιάστηκαν για να εκτοξεύουν διαφορετικά γονίδια με την προσθήκη ενός φαρμάκου στην τυπική διατροφή των εντόμων από αλεύρι καλαμποκιού, μελάσα, μαγιά και άγαρ.
Οι μύγες, όπως αποδεικνύεται, είναι ύπνο πλάσματα. Στο εργαστήριο, παίρνουν περίπου 11 ώρες την ημέρα. Ο όρος "ύπνος" για τις μύγες ορίζεται ως πέντε ή περισσότερα λεπτά ακινησίας, ο οποίος μπορεί να μετρηθεί με παρακολούθηση βίντεο ή να ελεγχθεί εάν η μετακίνησή τους σπάει μια υπέρυθρη δέσμη μέσα στο σπίτι δοκιμαστικού σωλήνα τους. Οι ερευνητές παρακολούθησαν 8.015 διαφορετικούς τύπους γενετικά τροποποιημένων μύγων καθώς αναβλήθηκαν, αλλά μετά από μια μακρά διαδικασία εξάλειψης, μια ενιαία ομάδα δραματικά ξεπέρασε τα υπόλοιπα.
Αυτά τα απομεινάρια - ο όμιλος nemuri - πλήρωσαν 17 έως 20 ώρες ύπνου την ημέρα.
"Είμαστε πολύ έκπληκτοι που έχουμε μόνο ένα [γονίδιο από 8.000]", λέει ο Sehgal.
Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης το "βάθος του ύπνου" ή το πόσο εύκολα πετούν οι μύγες όταν τρομοκρατούνται από ένα πλαστικό σφυρί που πέφτει πάνω στο δοχείο στο οποίο στεγάζονται. Το σοκ ήταν αρκετό για να αναζωογονήσει πάνω από το 94 τοις εκατό των τακτικών μύγες από τον ύπνο τους. Περισσότερο από το 80 τοις εκατό των μύγες που έχουν ενισχυθεί με τη βοήθεια του άμβριου, από την άλλη πλευρά, κοιμόντουσαν ακριβώς μέσα από τη ρακέτα.
Το Nemuri είναι καλό για περισσότερο από το να προκαλεί ήρεμο ύπνο: Οι μύγες με επιπλέον άμηρι ήταν καλύτερα στην καταπολέμηση της γρίπης. Όταν μολύνθηκαν με δύο είδη θανατηφόρων βακτηριδίων, οι μύγες που είχαν ενισχυθεί με άμβριδες επιβίωσαν περισσότερο από τους ομολόγους τους που εξέφραζαν το nemuri σε φυσιολογικά επίπεδα.
Αποδεικνύεται ότι το nemuri λειτουργεί επίσης ως ένα αντιμικροβιακό πεπτίδιο (AMP), πράγμα που σημαίνει ότι είναι αρκετά αποτελεσματικό στην θανάτωση μικροβίων από μόνο του. Οι μύγες που εκφράζουν το γονίδιο σε τυπικά επίπεδα είχαν σχεδόν μη ανιχνεύσιμα ίχνη του ΑΜΡ. Αυτό που πυροδότησε τους εγκεφάλους των φυσιολογικών μυγών για να αντλήσουν περισσότερα αιθέρια έλαια ήταν η στέρηση του ύπνου - ανακινώντας περίπου κάθε 20 δευτερόλεπτα - και ασθένεια.
Αυτά τα αποτελέσματα, εξήγησε ο Sehgal, υποδεικνύουν ότι "η ρύθμιση του ύπνου συνδέεται στενά με το ανοσοποιητικό σύστημα, ιδιαίτερα με το πώς το σώμα ασχολείται με τη στέρηση του ύπνου".
Η εύρεση ενός μορίου που έχει εξελιχθεί για να προκαλέσει ύπνο και έχει επίσης ξεχωριστή λειτουργία μικροβίων "είναι πολύ υποδηλωτικό ότι στην πραγματικότητα, ο ύπνος είναι καλός για εσάς όταν είστε άρρωστος", λέει ο Οικονόμου, ο οποίος συνυπέγραψε ένα προοπτικό έγγραφο στην επιστήμη ότι συνοδεύει τη μελέτη του Sehgal.
Έχοντας πολλά θύματα αιθέριου αίματος, αλλά η ομάδα ήθελε επίσης να μάθει εάν θα μπορούσε να επηρεαστεί ο ύπνος της μύγας, εάν το αιθέριο έλλειμα εξαλείφθηκε πλήρως. Για να το δοκιμάσουν, η ομάδα του Sehgal έφερε μεταλλαγμένες μύγες που δεν είχαν και τα δύο αντίγραφα του γονιδίου nemuri, οπότε ήταν εντελώς ανίκανοι να παράγουν τα αντιμικροβιακά οφέλη. Οι μεταλλαγμένες μυρμηγκιές που δεν έχουν φυσαλίδες είχαν την ίδια ποσότητα ύπνου με τους φυσιολογικούς ομολόγους τους, αν και η μελέτη διαπίστωσε ότι οι μεταλλάξεις ξυπνούσαν πιο εύκολα από τις φωτεινές αναλαμπές ή από μια ξένη μυρωδιά και ήταν πιο αργά να κοιμηθούν.
Οι μύγες με το γονίδιο nemuri έπεσαν περισσότερο ύπνο μετά από να αρρωστήσουν. Αλλά, λέει ο Sehgal, οι μεταλλάκτες "δεν πεθαίνουν νωρίτερα από τους ελέγχους, και πιστεύουμε ότι αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που αντισταθμίζουν".
Με άλλα λόγια, το γονίδιο nemuri δεν είναι το τελικό γονίδιο που απαιτείται για ύπνο ή ανοσία. Χωρίς αυτό, οι μύγες είναι ακόμα σε θέση να κοιμούνται, αν και πιο σίγουρα, και η απουσία τους δεν φαίνεται να τους εμποδίζει να αντισταθούν στη μόλυνση.
Η Chiara Cirelli, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison, που δεν συμμετείχε στη μελέτη, ενδιαφέρεται να δει τι είναι τα αποτελέσματα του γονιδίου του nemuri σε λιγότερο ακραία επίπεδα.
"Ξέραμε ότι υπάρχει αυτή η συσχέτιση, αλλά εδώ, έχουμε ένα ζωικό μοντέλο, έχουμε ένα συγκεκριμένο γονίδιο, μπορούμε να αρχίσουμε να ζητάμε αυτά τα πιο μηχανιστικά ερωτήματα", λέει. Η μελέτη ανοίγει νέες κατευθύνσεις για έρευνα για να εξάγει τη σχέση του ύπνου με το ανοσοποιητικό σύστημα, εξηγεί ο Cirelli.
Ο Sehgal θα ήθελε επίσης να μάθει ποια άλλα είδη, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, έχουν nemuri ή ένα γονίδιο σαν αυτό. Περαιτέρω μελέτη του nemuri και της πρωτεΐνης καταπολέμησης μικροβίων θα μπορούσε να οδηγήσει σε "ένα πολύ καλύτερο φάρμακο για τον ύπνο", θεωρεί ο Οικονόμου, ίσως ένας με λιγότερες ανεπιθύμητες ενέργειες από ό, τι είναι σήμερα στην αγορά.
