En ven anbefaler muligvis en god nattesøvn, når du føler dig syg. Dette enkle middel er faktisk baseret på videnskab - og en ny undersøgelse viser, at den muligvis er indlejret i DNA, i det mindste i frugtfluer.
Der er en konstateret sammenhæng mellem søvn og immunsystemet, men forskere har haft svært ved at definere forholdet. Nu er et forskerhold kommet et skridt nærmere på at etablere en klar forbindelse; de fandt et enkelt gen i frugtfluer, der øger søvnen, når insekter er syge eller udmattede, ifølge et papir offentliggjort i dag i Science .
Holdet - ledet af Amita Sehgal, en neurovidenskabsmand ved University of Pennsylvania - kaldte gen nemuri, et japansk ord for søvn. Mens tidligere test identificerede gener, der reducerer søvn, når de mangler, er dette den første fluestudie, der identificerer et enkelt gen, der, når det er overaktivt, forbedrer søvnen. En overflod af nemuri hjalp også fluerne med at bekæmpe infektion, hvilket udviste en klar forbindelse mellem dette søvngen og immunsystemet.
"Dette er et ganske vigtigt gennembrud i den forstand, at det giver et mekanistisk bindeled mellem disse to helt forskellige ting - søvn og immunrespons - der ser ud til at være meget sammenhængende, " sagde Grigorios Oikonomou, en neurovidenskabsmand, der studerer søvngenetik i zebrafisk i Californien Institute of Technology, men var ikke involveret i dette eksperiment.
Hvor mange fluer tog det for at finde ud af dette enkelt gen, som kunne hjælpe os med at afdække forbindelsen mellem søvn og immunitet? Efter Sehgals skøn næsten en million. Tusinder af grupper af fluer blev konstrueret til at turbo-udtrykke forskellige gener ved at tilføje et lægemiddel til insektenes typiske diæt med majsmel, melasse, gær og agar.
Som det viser sig, er fluer søvnige væsener. I laboratoriet døs de omkring 11 timer om dagen. "Søvn" for fluer defineres som fem eller flere minutters immobilitet, som kan måles ved videosporing eller kontrollere, om deres bevægelse bryder en infrarød stråle i deres reagensglas hjem. Forskerne overvågede 8.015 forskellige typer genetisk ændrede fluer, da de snoozed, men efter en langvarig eliminationsproces sov en enkelt gruppe dramatisk ud resten.
Disse outliers - nemurigruppen - udnyttede hele 17 til 20 timers søvn om dagen.
”Vi var meget overrasket over, at vi kun fik et [gen ud af 8.000], ” siger Sehgal.
Forskerne testede også "søvndybde", eller hvordan let fluer vågnede op, da hun blev forskrækket af en plastikhaller, der blev faldet ned på den beholder, de var inde i. Stødet var nok til at vække over 94 procent af regelmæssige fluer fra deres sludder. Mere end 80 procent af de nemuri-boostede fluer sov på den anden side lige gennem racketen.
Nemuri er god til mere end at inducere lydsøvn: Fluer med ekstra nemuri var bedre til at bekæmpe influenza. Når de blev inficeret med to slags dødbringende bakterier, overlevede de nemuri-boostede fluer længere end deres kolleger, der udtrykte nemuri på normale niveauer.
Det viser sig, at nemuri også fungerer som et antimikrobielt peptid (AMP), hvilket betyder, at det er ret effektivt til at dræbe mikrober alene. Fluer, der udtrykte genet på typiske niveauer, havde næsten ikke påviselige spor af AMP. Det, der udløste de normale flues hjerner til at pumpe ud mere nemuri, var søvnmangel - ved at blive rystet omtrent hvert 20. sekund - og sygdom.
Disse resultater forklarede Sehgal, at "søvnregulering er tæt knyttet til immunsystemet, især hvordan kroppen håndterer søvnmangel."
At finde et molekyle, der har udviklet sig til at inducere søvn, og som også har en separat mikrobodbrydende funktion "er meget antydende, at faktisk er sove godt for dig, når du er syg, " siger Oikonomou, der var medforfatter til et perspektivpapir i Science, ledsager Sehgals undersøgelse.
At have masser af nemuri klart inducerede søvn, men teamet ønskede også at vide, om fluenes søvn ville blive påvirket, hvis nemuri blev fjernet fuldstændigt. For at teste dette avlede Sehgals team mutante fluer, der manglede begge kopier af nemuri-genet, så de var helt ude af stand til at fremstille dets antimikrobielle fordele. De mutante, nemuri-manglende fluer fik den samme mængde søvn som deres normale, nemuri-besiddende kolleger, selvom undersøgelsen fandt, at mutanterne lettere blev vågnet op af lysglimt eller en fremmed lugt og var langsommere med at falde tilbage i søvn.
Fluer med nemuri-genet sov længere efter at have været syge. Men, siger Sehgal, mutanterne "dør ikke tidligere end kontrollerne, og vi tror, det er fordi der er andre faktorer, der kompenserer."
Med andre ord er nemuri-genet ikke det endelige alt-være-gen, der kræves til søvn eller immunitet. Uden den er fluerne stadig i stand til at sove, omend mere passende, og dens fravær ser ikke ud til at skade dem i at modstå infektion.
Chiara Cirelli, en neurovidenskabsmand ved University of Wisconsin-Madison, som ikke var involveret i undersøgelsen, er interesseret i at se, hvad nemuri-genens virkning er på mindre ekstreme niveauer.
”Vi vidste, at der var denne sammenhæng, men her har vi en dyremodel, vi har et specifikt gen, vi kan begynde at stille disse mere mekanistiske spørgsmål, ” siger hun. Undersøgelsen åbner nye muligheder for forskning for at uddybe forholdet mellem søvn og immunsystemet, forklarer Cirelli.
Sehgal vil også gerne vide, hvad andre arter, inklusive mennesker, har nemuri eller et gen som det. Yderligere undersøgelse af nemuri og dets mikrobekæmpende protein kan føre til "et meget bedre søvnlægemiddel", spekulerer Oikonomou, måske en med færre bivirkninger end hvad der i øjeblikket findes på markedet.
