在《自私的基因》中有一個重要觀點,就是基因控制著生物的諸多行為,比如它通過動物照料後代的這種利他行為完成自身的複製,並儘可能地延續下去。
最新的研究表明,午睡行為也是有基因參與控制的。2019 年 5 月 10 日,Current Biology期刊發表了羅格斯大學高級生物技術和醫學中心的這項研究,研究人員在果蠅中發現了一種午睡抑制基因——Daywake,揭示了幫助包括人類在內的許多生物平衡午睡和白天完成重要活動的生物學機制。
睡眠是動物生存的基礎,雖然許多動物都是白天活動、晚上睡覺,但它們也會在白天進行適當的午休或午睡,其午睡長短和強度也會根據外界環境而變化,並且在天氣炎熱的時候更加突出。
對人類而言,在白天維持喚醒和休息狀態之間的平衡,具有重要的健康意義。但是,科學家對這種動態監管背後的機制卻知之甚少。
圖 | 果蠅(來源:羅格斯大學)
根據前述研究,許多動物的午睡,會在溫暖的日子裡更加強烈。研究人員認為這可能是一種進化保護,以防止動物暴露在炎熱的正午陽光下。對於人類而言,白天短暫的小睡有助於記憶和學習,但白天太多的睡眠與糖尿病、帕金森病和其他疾病有關。
羅格斯大學高級生物技術和醫學中心的研究人員在果蠅體內發現了一個基因,當溫度很低時,它會激活以抑制果蠅白天小睡的傾向,如此一來,果蠅可以花更多的時間尋找食物或配偶。
研究人員將該基因命名為「Daywake」。「這個基因有助於行為的靈活性,即在天氣炎熱的時候躲避正午的陽光,但是在天氣涼爽的時候多參與有益於生存的活動。這可能幫助這些蒼蠅走出它們在赤道非洲的老家,成功地在世界各地的溫帶地區繁衍生息。」研究論文的共同作者、羅格斯大學 Isaac Edery 表示。
圖 | 在寒冷的日子裡,Daywake 基因激活以抑制果蠅的午睡傾向,可能因為它們需要花更多的時間尋找食物或配偶(來源:羅格斯大學高級生物技術與醫學中心)
Daywake 與先前記錄的生物鐘基因Period 相鄰,並略有重疊。Period 基因調控果蠅的晝夜節律,並控制每日的覺醒——睡眠周期。研究人員發現,生物鐘基因中的一段特定序列增加了 Daywake 活性,當果蠅暴露在低溫環境中時,這一過程的效率最高。不過,Daywake 基因抑制白天睡眠的活性,並不影響果蠅的夜間睡眠。
「雖然人類不存在果蠅中的生物鐘基因,但我們的發現強調了夜間睡眠和白天午睡受不同機制控制,並為健康和生存提供獨立功能的觀點。」Edery 說。
研究人員認為,發現一個基因中的序列活動可以觸發附近基因的作用,這本身就是一個新發現,有望揭示果蠅和其他生物體中新的基因調控機制。