През 1909 г. японският учен Куниоми Ишимори събрал течност от

През 1909 година японският академик Куниоми Ишимори събрал течност от гръбначния мозък на лишени от сън кучета и я инжектирал в дейни, отпочинали техни събратя. В рамките на няколко часа, последните заспали бездънен сън.

По съвпадане, двама френски откриватели създали едни и същи опити няколко години по-късно и получили същите резултати.

Тези изследвания, както и други сходни, допускат, че кръвта на сънливите животни съдържа някакво химическо съединяване, което Ишимори назовава „ хипогенно вещество “. Други създатели назовават тези съединения „ сомногени “.

Източниците на тези химикали, предизвикващи съня, се оказаха изненадващо неуловими и учените са намерили до момента единствено няколко от тях.

Сега Хирофуми Тода от Университета на Пенсилвания откри друго – ген, наименуван немури , който провокира съня, най-малко при плодови мухички. Неочаквано немури се задейства по време на инфекции и работи, с цел да убие входящите микроби.

Изглежда, че немури е част от саморегулираща се система, аналогична на вътрешния термостат, система, която учените назовават sleep-o-stat . Тази система може да накара животните да спят, когато те най-вече се нуждаят от затваряне на очите, без значение дали са заболели или тъй като не са спали задоволително.

Системата sleep-o-stat работи настрана от ежедневните биологични часовници на организма, които ни карат да се усещаме по-уморени през нощта. И до момента в който системата от био часовници на организма е деликатно проучена от учените, то системата sleep-o-stat към момента си остава значително загадъчна.

„ Какво ни прави сънливи, когато сме будни отдавна? “, Пита Амита Сегал, която управлява плана на Тода. „ Все още нямаме безапелационни отговори на въпроса “.

Тода стартира да търси гени, които, в случай че бъдат включени, биха създали мухите в опита му по-сънливи. За тази цел той е работил с мухи от 8000 разнообразни варианта, които са били проектирани да задействат друг ген, когато се хранят с активиращ химикал.

Тода слага тези мухи самостоятелно в тръби, които са следени с инфрачервени лъчи. Когато са будни и мобилни, насекомите постоянно минават през инфрачервените лъчи; когато спят и не са преносими, не го вършат. Компютър следи цялото ято мухички, записвайки придвижванията им и отбелязвайки всички, които спят повече от нормално.

Този елементарен опит се оказва сполучлив. От 8000 вероятни гена, Тода е разкрил единствено един, който провокира сън. Това точно е немури (nemuri) , който екипът кръщава на японската дума за сън. Никога до момента не е бил проучван в детайли.

Когато за първи път го получихме, не знаехме какво е това,

споделя Сегал.

Ако мухите са лишени от сън, тъй като екипът или постоянно разклаща тръбите или ги храни с кофеин, генът nemuri става по-активен, само че единствено в един чифт неврони в мозъка на насекомите. Когато стартира да работи, той създава протеин (със същото име), който по-късно влияе върху частта на мозъка, известна като надзорен център за сън.

Ако Тода включи гена немури съзнателно, мухите спят с 20 до 30 % по-дълго от естествените си връстници. Те също по този начин спят по-дълбоко и е по-малко евентуално да се разсънят, когато тръбите се разклащат, а дребното, които се разбуждат са мудни и бавни.

„ Това е доста забавна работа “, споделя Киара Чирели от Университета на Уисконсин в Медисън. Тя и други са разпознали гени в мухи, които са значими за добра нощна отмора, а когато са повредени, водят до по-малко сън. Но в този момент за първи път някой е направил противоположното: усилва интензивността на един ген и провокира повече сън.

„ Докато не направиха това изследване, бяха известни относително малко сомногени “, споделя Сюзън Харбисън от Националния здравен институт на Съединени американски щати. „ Това проучване също допуска, че малко такива гени могат да съществуват. В края на краищата, откакто Тода е тествал 8 000 гена и е намерил единствено един  … може би няма толкоз доста, които могат да се намерят “.

„ Все отново би трябвало да има най-малко още няколко, тъй като немури не може да бъде единствен. Ако този ген е виновен за бързото заспиване на изтощени мухи, то тогава деактивирането му би трябвало да наруши съня, споделя Шерил ван Бъскирк от Калифорнийския държавен университет в Нортридж.

Но не става по този начин. Когато Тода употребява техниката за редактиране на гени, наречена CRISPR, с цел да деактивира гена, мухите към момента спят в нормалното си време. Наистина, беше доста по-лесно да се разсънят, а след това доста по-трудно заспиват, само че „ защото сънят и възобновяване на съня са в огромна степен непокътнати, генът немури евентуално не е главен съставен елемент на хомеостазата на съня “, споделя Ван Бускирк.

Сегал счита, че nemuri е „ дребен състезател “, когато става дума за всекидневен сън, само че става доста значим по време на стрес, отнемане от сън и болест. Всъщност нейният екип сподели, че протеинът Nemuri е антимикробен пептид или AMP – една от няколкото молекули, които, както подсказва името им, убиват микроби.

Тази им дарба се преплита с резултатите на гена немури върху съня. Подобно на хората, мухите спят повече, когато са заболели и имат инфекции. Екипът е открил, че тези пристъпи на болест са били по-дълги, когато съзнателно са включвали немури, и по-къси, в случай че са изключвали гена.

Съществува тясна връзка сред съня и имунната система,

споделя Сегал.

„ Това може да съставлява върхът на айсберга “, прибавя Ван Бускирк във връзка с субстанции с двойна роля, “ генът предизвиква съня, до момента в който се води борбата с инфекцията. “

Може да наподобява необичайно да се посвети цялото това изпитание за схващане на сънливите мухи, изключително когато немури няма явен еквивалент при хората. Но Сегал отбелязва, че хората създават повече от 100 AMP, които биха могли да играят сходна роля. И тя отбелязва, че има дълга история на откривателите на съня, които вършат открития с мухи, които по-късно се оказват значими за хората.

Преди двайсет и пет години, до момента в който работи в лабораторията на Майкъл Йънг, Сегал оказва помощ да се покаже, че ген, наименуван „ безконечен “, управлява ежедневните биологични часовници на мухите. Тогава не е открит явен човешки еквивалент на това, а Сегал споделя, че някои откриватели са били скептично настроени, че откритието има някакво значение. Но след време бе открита човешка версия и тя се оказа част от няколко значими заболявания. Именно за тази работа Йънг завоюва Нобелова премия през 2017 година