האתר הגדול והנצפה בישראל בתחום הפרעות שינה

לא זקוקים להרבה שעות שינה? זה עניין גנטי

מחקר חדש שהתמקד בבני משפחה אחת הזקוקים להרבה פחות שעות שינה מהאדם הממוצע, מצא כי מוטציה גנטית נדירה היא האחראית לכך.

 

צוות החוקרים דיווח על הממצאים החדשים באוגוסט 2019 בכתב העת המדעי Neuron.

 

חשיבות השינה

השינה חיונית להישרדותנו, ולמעשה נמצא קשר הדוק בין מחלות רבות ושינה לא איכותית. בטרם נוכל להיעזר בשינה על מנת לשפר את בריאותנו ויכולת התפקוד, עלינו לדעת יותר על האופן בו מווסתת השינה.

 

הגנטיקה של המקצב הצירקדי (עליו מתבסס השעון הביולוגי), נבדקה ונחקרה לעומק. עם זאת, איננו יודעים הרבה על הגנים הנוספים הקשורים לשינה. בעיקר גנים המווסתים את מספר שעות השינה הדרושות לגופנו לצורך תפקוד תקין.

 

 

“גבול חדש ומרתק”

“לא יאומן שאנו יודעים כה מעט על שינה, אם לוקחים בחשבון שכשליש מחיינו אנו ישנים”, מציין ד”ר לואי פטצ’ק, אחד משני הכותבים הבכירים של המחקר ונוירולוג באוניברסיטת קליפורניה. ד”ר פטצ’ק מוסיף כי “המחקר מהווה גבול חדש ומרתק המאפשר לנו להבין טוב יותר את המעגלים במוח על מורכבותם וכן את תאי העצב השונים הקשורים למנגנון השינה והעירות”.

 

המשפחה שהשתתפה במחקר ושה DNA שלה הוביל לזיהוי הגן המתאים, הנה אחת ממספר משפחות שנבדקו ע”י ד”ר פטצ’ק והגנטיקאית יינג הוי פו, הכותבת הבכירה השניה של המאמר. מספר חברי משפחה מסוגל לתפקד באופן תקין לחלוטין כשהם נזקקים לשינה בת שש שעות שינה בלילה בלבד.

 

גן ADRB1

הגן ADRB1 זוהה באמצעות מחקרי הצמדה גנטיים וריצוף אקסומי שלם, שחשף ורסיה חדשה ונדירה ביותר. השלב הראשון שבוצע לצורך הבנת תפקיד וריאנט הגן דרש מחקר של חלבון הגן במבחנה (in vitro).

 

יינג הוי מסבירה ש”בדקנו אם המוטציות שנמצאו הובילו לשינויים התפקודיים תוך השוואה לסוג הפראי. מצאנו שהגן ADRB1 מקודד לרצפטור ß1 אדרנרגי וכמו כן שהוורסיה המוטנטית של החלבון אינה יציבה יחסית וגורמת לשינוי בפונקציונאליות של הרצפטור. זה רמז לנו שככל הנראה יש לו השלכות פונקציונאליות מוחיות”.

 

ניסויים בבע”ח (in vivo)

השלב הבא היה ביצוע ניסויים במכרסמים עם ורסיה מוטנטית של הגן. עכברים אלה ישנו 55 דקות פחות מעכברים רגילים (קבוצת הבקרה). לצורך השוואה אנשים הנושאים את הגן ישנים 120 דקות פחות מהממוצע. אנליזה נוספת הצביעה על רמה גבוהה בביטוי הגן ב dorsal pons – (חלק באזור המרכזי של גזע המוח הקשור בפעילות תת הכרתית כמו שינה ונשימה).

 

עוד התגלה שנוירונים (תאי עצב) תקינים של הגן באזור ה – dorsal pons הפגינו פעילות גבוהה יותר הן במהלך עירות והן בשינה של REM (תנועות עיניים מהירות). בזמן שינה ללא REM לא נתפה שוני. דבר נוסף שהתגלה הוא שפעילות הנוירונים המוטנטיים הייתה גבוהה יותר מהנוירונים הרגילים. עובדה זו ככל הנראה אפשרה פחות שעות שינה.

 

יינג הוי מציינת כי “אמצעי נוסף ששימש אותנו לאישור תפקיד החלבון היה אופטוגנטיקה (טכניקה המשלבת הנדסה גנטית ואור לשליטה בתאי מוח). כאשר הפעלנו את הנוירונים בגן באמצעות אור, המכרסמים התעוררו באופן מידי משינה”.

 

 

מגבלות הניסויים בבע”ח

ד”ר פטצ’ק מודע למגבלות הקיימות בשימוש במכרסמים למחקר בשינה. אחת מהן היא דפוסי השינה השונים בהשוואה לאדם, כגון שינה מקוטעת ולא רציפה. הוא מציין ש”לימוד שינה אצל בני אדם מהווה אתגר כיוון שהשינה הנה התנהגות ופונקציה ביולוגית כאחד”.

 

פטצ’ק ממחיש את העניין באמצעות דוגמא של אדם ששותה קפה בשעת לילה מאוחרת לצורך עבודה ובכך מבצע פעולה התנהגותית המנוגדת לנטייה הביולוגית.

 

במבט לעתיד

השלב הבא יהיה לחקור את את תפקוד חלבון של הגן ADRB1 בחלקים נוספים של המוח. עוד הם מנסים לאתר משפחות נוספות הנושאות גנים אחרים שיכולים להיות חשובים. ד”ר פטצ’ק מסביר ש”שינה זה דבר לא פשוט. להערכתנו אין מדובר בגן בודד או באזור אחד במוח שאחראי על זמני העירות והשינה. אנו סבורים שמדובר באזורים רבים”.

 

יינג הוי מסתכלת קדימה וסוברת ש”העבודה שלנו יכולה להוביל ליישומים לפיתוח סוגי תרופות חדשות לוויסות ובקרה של מנגנוני השינה-עירות.” היא אומר ש”שינה היא אחת הפעולות החשובות והחיוניות ביותר שאנו מבצעים. חוסר שינה או שינה שאינה מספקת נמצאה כקשורה למצבי תחלואה רבים, ביניהם מחלות לב וכלי דם, מחלות אונקולוגיות ואלצהיימר”.

 

לקריאת המחקר: A Rare Mutation of β1-Adrenergic Receptor Affects Sleep/Wake Behaviors

לא זקוקים להרבה שעות שינה? זה עניין גנטי

מחקר חדש שהתמקד בבני משפחה אחת הזקוקים להרבה פחות שעות שינה מהאדם הממוצע, חשף כי מוטציה גנטית נדירה היא האחראית לכך. צוות החוקרים דיווח על הממצאים החדשים באוגוסט 2019 בכתב העת המדעי Neuron.

 

חשיבות השינה

השינה חיונית להישרדותנו, ולמעשה נמצא קשר הדוק בין מחלות רבות ושינה לא איכותית. בטרם נוכל להיעזר בשינה על מנת לשפר את בריאותנו ויכולת התפקוד, עלינו לדעת יותר על האופן בו מווסתת השינה.

 

הגנטיקה של המקצב הצירקדי (עליו מתבסס השעון הביולוגי), נבדקה ונחקרה לעומק. עם זאת, איננו יודעים הרבה על הגנים הנוספים הקשורים לשינה. בעיקר גנים המווסתים את מספר שעות השינה הדרושות לגופנו לצורך תפקוד תקין.

 

“גבול חדש ומרתק”

“לא יאומן שאנו יודעים כה מעט על שינה, אם לוקחים בחשבון שכשליש מחיינו אנו ישנים”, מציין ד”ר לואי פטצ’ק, אחד משני הכותבים הבכירים של המחקר ונוירולוג באוניברסיטת קליפורניה. ד”ר פטצ’ק מוסיף כי “המחקר מהווה גבול חדש ומרתק המאפשר לנו להבין טוב יותר את המעגלים במוח על מורכבותם וכן את תאי העצב השונים הקשורים למנגנון השינה והעירות”.

 

המשפחה שהשתתפה במחקר ושה DNA שלה הוביל לזיהוי הגן המתאים, הנה אחת ממספר משפחות שנבדקו ע”י ד”ר פטצ’ק והגנטיקאית יינג הוי פו, הכותבת הבכירה השניה של המאמר. מספר חברי משפחה מסוגל לתפקד באופן תקין לחלוטין כשהם נזקקים לשינה בת שש שעות שינה בלילה בלבד.

 

גן ADRB1

הגן ADRB1 זוהה באמצעות מחקרי הצמדה גנטיים וריצוף אקסומי שלם, שחשף ורסיה חדשה ונדירה ביותר. השלב הראשון שבוצע לצורך הבנת תפקיד וריאנט הגן דרש מחקר של חלבון הגן במבחנה (in vitro).

 

יינג הוי מסבירה ש”בדקנו אם המוטציות שנמצאו הובילו לשינויים התפקודיים תוך השוואה לסוג הפראי. מצאנו שהגן ADRB1 מקודד לרצפטור ß1 אדרנרגי וכמו כן שהוורסיה המוטנטית של החלבון אינה יציבה יחסית וגורמת לשינוי בפונקציונאליות של הרצפטור. זה רמז לנו שככל הנראה יש לו השלכות פונקציונאליות מוחיות”.

 

ניסויים בבע”ח (in vivo)

השלב הבא היה ביצוע ניסויים במכרסמים עם ורסיה מוטנטית של הגן. עכברים אלה ישנו 55 דקות פחות מעכברים רגילים (קבוצת הבקרה). לצורך השוואה אנשים הנושאים את הגן ישנים 120 דקות פחות מהממוצע. אנליזה נוספת הצביעה על רמה גבוהה בביטוי הגן ב dorsal pons – (חלק באזור המרכזי של גזע המוח הקשור בפעילות תת הכרתית כמו שינה ונשימה).

 

עוד התגלה שנוירונים (תאי עצב) תקינים של הגן באזור ה – dorsal pons הפגינו פעילות גבוהה יותר הן במהלך עירות והן בשינה של REM (תנועות עיניים מהירות). בזמן שינה ללא REM לא נתפה שוני. דבר נוסף שהתגלה הוא שפעילות הנוירונים המוטנטיים הייתה גבוהה יותר מהנוירונים הרגילים. עובדה זו ככל הנראה אפשרה פחות שעות שינה.

 

יינג הוי מציינת כי “אמצעי נוסף ששימש אותנו לאישור תפקיד החלבון היה אופטוגנטיקה (טכניקה המשלבת הנדסה גנטית ואור לשליטה בתאי מוח). כאשר הפעלנו את הנוירונים בגן באמצעות אור, המכרסמים התעוררו באופן מידי משינה”.

 

מגבלות הניסויים בבע”ח

ד”ר פטצ’ק מודע למגבלות הקיימות בשימוש במכרסמים למחקר בשינה. אחת מהן היא דפוסי השינה השונים בהשוואה לאדם, כגון שינה מקוטעת ולא רציפה. הוא מציין ש”לימוד שינה אצל בני אדם מהווה אתגר כיוון שהשינה הנה התנהגות ופונקציה ביולוגית כאחד”.

 

פטצ’ק ממחיש את העניין באמצעות דוגמא של אדם ששותה קפה בשעת לילה מאוחרת לצורך עבודה ובכך מבצע פעולה התנהגותית המנוגדת לנטייה הביולוגית.

 

במבט לעתיד

השלב הבא יהיה לחקור את את תפקוד חלבון של הגן ADRB1 בחלקים נוספים של המוח. עוד הם מנסים לאתר משפחות נוספות הנושאות גנים אחרים שיכולים להיות חשובים. ד”ר פטצ’ק מסביר ש”שינה זה דבר לא פשוט. להערכתנו אין מדובר בגן בודד או באזור אחד במוח שאחראי על זמני העירות והשינה. אנו סבורים שמדובר באזורים רבים”.

 

יינג הוי מסתכלת קדימה וסוברת ש”העבודה שלנו יכולה להוביל ליישומים לפיתוח סוגי תרופות חדשות לוויסות ובקרה של מנגנוני השינה-עירות.” היא אומר ש”שינה היא אחת הפעולות החשובות והחיוניות ביותר שאנו מבצעים. חוסר שינה או שינה שאינה מספקת נמצאה כקשורה למצבי תחלואה רבים, ביניהם מחלות לב וכלי דם, מחלות אונקולוגיות ואלצהיימר”.

 

לקריאת המחקר: A Rare Mutation of β1-Adrenergic Receptor Affects Sleep/Wake Behaviors

מאמרים אחרונים

הוסיפו תגובה חדשה

avatar
  הרשמה  
הודעה על