Prijatelj vam može preporučiti laku noć odmora kada vam je muka. Ovaj jednostavan lijek je zapravo utemeljen u znanosti - a nova studija pokazuje da bi mogao biti ugrađen u DNK, barem u voćnim mušicama.
Postoji uspostavljena povezanost između sna i imunološkog sustava, ali znanstvenici su imali poteškoća u definiranju odnosa. Tim istraživača približio se korak bliže uspostavljanju jasne veze; pronašli su jedan gen u voćnim mušicama koji pojačavaju san kad su insekti bolesni ili iscrpljeni, navodi se u dokumentu objavljenom danas u časopisu Science .
Tim - koji je vodila Amita Sehgal, neuroznanstvenica sa Sveučilišta u Pennsylvaniji - nazvao je gen nemuri, japanskom riječju za san. Dok su prethodni testovi identificirali gene koji smanjuju san kada nedostaju, ovo je prva studija letenja koja je identificirala jedan gen koji, kada je preaktivan, poboljšava san. Obilje nemurija također je pomoglo mušicama u borbi protiv infekcije, predstavivši jasnu povezanost između ovog gena za spavanje i imunološkog sustava.
"Ovo je vrlo važan iskorak u smislu da omogućuje mehaničku vezu između ove dvije potpuno različite stvari - spavanja i imunološkog odgovora - koje su, čini se, vrlo povezane", rekao je Grigorios Oikonomou, neuroznanstvenik koji proučava genetiku spavanja kod zebra u Kaliforniji Institut za tehnologiju, ali nije bio uključen u ovaj eksperiment.
Koliko je muha bilo potrebno da utvrdimo ovaj jedini gen, što bi nam moglo pomoći da razriješimo vezu između sna i imuniteta? Prema Sehgalovoj procjeni, gotovo milijun. Tisuće skupina muha konstruirano je za izradu turbo-različitih gena dodavanjem droge tipičnoj prehrani insekata od kukuruznog brašna, melase, kvasca i agara.
Muhe, kako se ispostavilo, su pospana stvorenja. U laboratoriju drijemaju oko 11 sati dnevno. "Spavanje" za muhe definirano je kao pet ili više minuta nepokretnosti, što se može mjeriti video praćenjem ili provjerom da li njihov pokret prekida infracrveni snop u njihovoj kućici s epruvetom. Istraživači su nadzirali 8.015 različitih vrsta genetski izmijenjenih muha tijekom odgađanja, ali nakon dugotrajnog procesa eliminacije, jedna je skupina dramatično nadmašila ostatak.
Ovi odmetnici - nemuri grupa - umrežavali su nevjerojatnih 17 do 20 sati sna dnevno.
"Bili smo vrlo iznenađeni što smo dobili samo jednog [gena od 8000]", kaže Sehgal.
Istraživači su također testirali "dubinu spavanja" ili kako se lako muhe probudile kada su se iznenadile što je plastični mladunac bacio na kontejner u kojem su bile smještene. Šok je bio dovoljan da probudi više od 94 posto redovnih muha iz sna. Više od 80 posto muha pojačanih nemuri, s druge strane, spavalo je pravo kroz reket.
Nemuri je dobar za snažno spavanje: muhe s dodatnim nemurijem bile su bolje u borbi protiv gripe. Zaražene dvije vrste smrtonosnih bakterija, muhe pojačane nemurijima preživjele su dulje od svojih kolega koji su izrazili nemuri na normalnim razinama.
Ispada da nemuri funkcionira i kao antimikrobni peptid (AMP), što znači da je prilično učinkovit u samom ubijanju mikroba. Muhe koje su eksprimirale gen na tipičnim razinama imale su gotovo neodredive tragove AMP. Ono što je pokrenulo mozak normalnih muha da ispumpaju više nemurija bilo je uspavljivanje sna - tako što se otresao otprilike svakih 20 sekundi - i bolest.
Ovi rezultati, objasnio je Sehgal, ukazuju na to da je "regulacija sna usko povezana s imunološkim sustavom, posebice kako se tijelo bavi gubitkom spavanja."
Pronalaženje molekule koja je evoluirala da inducira san i također ima odvojenu funkciju ubijanja mikroba "vrlo je sugestivno da zapravo spavanje dobro djeluje za vas kad ste bolesni", kaže Oikonomou, koji je bio autor perspektivnog rada u Scienceu da prati Sehgalovu studiju.
Imajući puno nemurija jasno je uspavalo san, no tim je također želio znati hoće li mučnina uslijediti ako se nemuri potpuno eliminiraju. Da bi to testirali, Sehgalov tim uzgajao je mutantne muhe kojima su nedostajale obje kopije gena nemuri, tako da nisu bili u mogućnosti proizvesti njegove antimikrobne blagodati. Mutantne muhe, koje nedostaju nemuri, dobile su jednaku količinu sna kao i njihovi normalni kolege, koji imaju nemuri, iako je studija utvrdila da su mutanti lakše bili budni od svjetlosnih bljeskova ili stranog mirisa i da bi mogli sporije zaspati.
Muhe s genom nemuri spavale su duže nakon što se razbolele. Ali, Sehgal kaže, mutanti "ne umiru ranije od kontrola, a mi mislimo da je to zato što postoje drugi faktori koji to nadoknađuju."
Drugim riječima, gen za nemuri nije krajnji, biti-sve gen potreban za spavanje ili imunitet. Bez njega muhe još uvijek mogu spavati, mada prikladnije, a njihovo odsustvo ne čini da im ometa otpornost na infekciju.
Chiara Cirelli, neuroznanstvenica sa Sveučilišta Wisconsin-Madison koja nije bila uključena u studiju, zanima je kakav je učinak gena nemuri na manje ekstremnim razinama.
"Znali smo da postoji ta povezanost, ali evo, imamo životinjski model, imamo određeni gen i možemo početi postavljati ta više mehanički pitanja", kaže ona. Studija otvara nove putove za istraživanje kako bi se utvrdila veza između sna i imunološkog sustava, objašnjava Cirelli.
Sehgal bi također želio znati koje druge vrste, uključujući ljude, imaju nemuri ili gen poput njega. Daljnje proučavanje nemurija i proteina koji se bore protiv mikroba moglo bi dovesti do "puno boljeg lijeka za spavanje", nagađa Oikonomou, možda onog s manje nuspojava od onog što je trenutno na tržištu.
