一干正事儿就犯困？可能是这个基因在给你治病

日本科学家发现了一种独立于生物钟的睡眠调节基因。它不仅让果蝇昏昏欲睡，还能产生抗菌肽来帮助抵抗感染。

1909年，日本科学家石莫里从睡眠不足的小狗身上提取脊髓液，注射到睡眠充足、精力充沛的小狗身上，这些小狗在几小时内就睡着了。巧合的是，几年后，两名法国研究人员进行了相同的实验，并获得了相同的结果。这些和其他相关研究表明，昏昏欲睡的动物血液中含有一些催眠化学物质。资生堂称其为“降质物质”，其他研究人员认为它是一种“睡眠原”。

令人惊讶的是，这些诱导睡眠的化学物质的来源非常不清楚，科学家们只发现了几种符合要求的物质。最近，宾夕法尼亚大学的户田弘文发现了另一种诱导睡眠的物质——奈莫里基因，它可以诱导果蝇睡眠。更令人惊讶的是，该基因在感染期间变得非常活跃，并杀死入侵的微生物。这与体温调节非常相似，可能是自我调节系统的一部分，我们可以称之为睡眠状态。无论是由于睡眠不足还是身体虚弱，只要动物需要闭上眼睛休息，“睡眠”基因就能让它们很快入睡。

睡眠调节不同于生物钟，生物钟让我们在晚上昏昏欲睡。尽管科学家对生物钟有透彻的了解，但他们对睡眠调节知之甚少。胡坦项目的负责人前岛亚美·塞格尔说:“长时间失眠后，是什么让我们昏昏欲睡？我们还没有找到答案。”

果蝇困倦

Toda从寻找基因开始，当基因被激活时，会使果蝇更加困倦。为此，他研究了8000种不同品种的果蝇。每个菌株都经过基因工程改造，可以通过添加不同的化学激活剂来激活不同的基因。托达把这些苍蝇放在有红外线监测的试管里。透明苍蝇飞行时会定期阻挡红外线。一旦睡着，一动不动的果蝇不会干扰红外线。整个实验组由电脑监控，记录果蝇的运动，并标记实验组有更多的睡眠。

不久前，这个耗时的实验获得了成功。托达发现，在8000个可能的基因中，只有一个可以诱导睡眠，这就是奈莫里基因。该小组以日语中的睡眠一词命名。这种基因从未被研究过，“当我们发现它时，我们甚至不知道它是什么。”西格尔说。

研究小组剥夺了果蝇的睡眠。他们要么定期摇晃试管，要么喂他们咖啡因。在这种情况下，奈莫里基因变得更加活跃，但只出现在果蝇大脑的一对神经元中。在内莫里基因表达后，内莫里蛋白产生并作用于大脑的扇形区域，该区域被称为睡眠控制中心。如果内莫里基因被有意激活，果蝇会比对照组多睡20%-30%，同时睡得更深:摇动试管时，它们不太可能醒来，少数被摇动的果蝇也会昏昏沉沉、行动迟缓。

催眠药实际上是抗菌肽？

威斯康星大学麦迪逊分校的凯拉·西雷利说:“这非常有趣。”此前，西雷利和其他人已经发现果蝇中与良好睡眠相关的基因，并发现基因失活会导致睡眠不足。但是相反的实验是第一次:激活基因和诱导更多的睡眠。

美国国立卫生研究院的苏珊·哈比森说:“在此之前，我们知道的催眠药很少，但是这项研究告诉我们，这样的分子可能很少。”毕竟，托达测试了8000个基因，只发现了一个奈莫里，所以这种物质可能并不丰富。

即使很少，也一定有其他的催眠药，因为奈莫里基因无法解释所有的现象。北岭加州州立大学的谢丽尔·范·布斯科克认为，如果这种基因能让昏昏欲睡的果蝇入睡，抑制它会扰乱睡眠，但事实并非如此。使用CRISPR基因编辑技术灭活果蝇后，果蝇仍会睡眠，睡眠时间基本保持不变。但是他们比过去更容易醒来，并且会保持更长时间的清醒。范·布斯柯克说:“由于果蝇的睡眠和睡眠反弹基本上是完整的，奈莫里基因不太可能是睡眠调节系统的主要组成部分。”

西格尔认为奈莫里基因可能在日常睡眠中不起很大作用，但在遭受压力、睡眠不足或生病时，它非常重要。事实上，她的团队证明了奈莫里蛋白是一种抗菌肽，顾名思义，它可以杀死微生物。

奈莫里基因的这种影响与其对正常睡眠的影响交织在一起。像人类一样，果蝇生病时会睡得更多。研究小组发现，当他们激活奈莫里基因时，疾病导致的睡眠时间变长。抑制这种基因会导致相反的效果。西格尔说:“睡眠调节和免疫系统之间有着密切的联系。”

其他可能的催眠药对免疫系统也有轻微影响。范·布斯科克认为这些物质有双重作用，他补充道:“这些物质可以直接攻击细菌，并在攻击时促进睡眠。这种现象可能只是冰山一角。”

花这么多精力在昏昏欲睡的果蝇身上似乎很奇怪，尤其是因为人体内没有奈穆里的等效基因。然而，西格尔指出，人类确实可以产生100多种抗菌肽，它们可能发挥类似的作用。她还指出，过去许多研究睡眠的人在果蝇身上发现了一些东西，后来证明这些东西对人类有重要影响。

25年前，当西格尔还在迈克尔·杨实验室工作时，他帮助发现了一种“永恒”的基因，可以控制果蝇的日常生物钟。西格尔说，在人体内找不到明显的类似物质。当时，一些研究人员怀疑这一发现对人类毫无用处。然而，随着时间的推移，人体内的类似物质终于被发现，而且它还与几种重要的疾病有关。由于这项工作和其他突出贡献，杨获得了2017年诺贝尔奖。西格尔说:“我们已经走过这条路好几次了。”