你知道睡眠的“开关”在哪里吗?近日,Cell Chemical Biology的一项研究发现这种酶是睡眠中的重要调节因子

健康   2025-01-06 18:01   北京  

睡眠不仅是我们每天休息的时间,它可能还藏着一种神秘的生物机制,等待科学家们去揭开。你是不是觉得自己睡得不够好,可能是因为我们还没找到睡眠的“开关”在哪儿?


今天医视屏为你分享的就是近期发表在《Cell Chemical Biology》上的一篇文章《通过生化、化学生物学和遗传学方法揭示的睡眠重要调节因子》。

这项来自饶毅教授团队的研究发现,睡眠的调控并非仅仅依赖于已知的基因和激素,而是由一个全新的关键因子——钙调神经磷酸酶(CaN)主导。这一发现打破了传统睡眠研究的框架,也为破解睡眠谜题提供了新的突破口。

我们来看这项研究:

饶毅教授团队采用生化、化学生物学和遗传学相结合的方法研究睡眠调控机制。

通过纯化技术从HEK293T细胞中提取SIK3的磷酸化位点蛋白,评估CaN对其的影响;利用光交联技术验证CaN在小鼠脑内的作用;同时,构建SIK3第469位突变的小鼠并观察其睡眠变化,敲除CaN调节亚基PPP3R1研究其对睡眠的影响。


SIK3 T469位点突变如何影响睡眠时间?

研究人员构建了SIK3第469位苏氨酸到丙氨酸的突变(T469A)小鼠,并发现T469A小鼠的睡眠时间比正常小鼠增加了约5小时,从正常小鼠的平均10小时增加到15小时。这一结果表明,SIK3的T469位点的磷酸化在睡眠调节中具有重要作用,而位点的突变则能够显著延长小鼠的睡眠时间,进一步证明了T469位点在调节睡眠需求中的关键作用。

缺失CaN为何导致睡眠时间大幅减少?

研究人员还发现钙调神经磷酸酶(CaN)能够去磷酸化SIK3的T469和S551位点,而T221位点的磷酸化不受影响。实验结果显示,敲除CaN调节亚基PPP3R1的小鼠,每天的睡眠时间减少超过5小时,从正常小鼠的10小时减少到不到5小时。这一结果表明,CaN在调节睡眠时间方面发挥着至关重要的作用,缺失CaN会显著减少小鼠的睡眠时间,进一步强调了CaN在睡眠调控中的不可或缺性。


磷酸化位点如何影响睡眠时间?

研究人员进一步发现,在敲低PPP3CA或PPP3R1时,小鼠脑内T469和S551位点的磷酸化显著增加,而T221位点的磷酸化未发生变化。数据显示,PPP3CA敲低的小鼠每天的睡眠时间减少了大约3小时,而PPP3R1敲低的小鼠每天的睡眠时间减少超过5小时。这一结果表明,PPP3CA和PPP3R1在调节SIK3的磷酸化水平方面发挥着关键作用,且它们的缺失会显著影响小鼠的睡眠时长,进一步证明了这两个基因在睡眠调控中的重要性。


CaN如何影响我们的睡眠?

钙调神经磷酸酶(CaN)通过去磷酸化SIK3的T469和S551位点,在睡眠调控中发挥着至关重要的作用。CaN对SIK3的去磷酸化作用直接影响了小鼠的睡眠时间,进一步揭示了睡眠调节的分子机制。这一发现不仅为我们提供了新的分子层面的理解,还证明了CaN作为潜在靶点在睡眠研究中的巨大应用潜力。


最后简单总结一下,这项研究揭示了钙调神经磷酸酶(CaN)在睡眠中具有关键的生理作用,并开创了生化纯化化学生物学作为研究睡眠的有效方法。

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