为什么有人每天睡得少却很精神?科学家发现“短睡基因”
为什么有人每天睡得少却很精神?科学家发现“短睡基因”
为什么有人每天睡得少却很精神?科学家发现“短睡基因”大多数人都清楚(qīngchǔ)充足睡眠是至关重要的,经典(jīngdiǎn)观点认为(rènwéi):每晚睡足 8 小时,第二天才能精力充沛地学习、工作,否则就会昏昏沉沉,注意力不集中,情绪也容易烦躁。
然而(ránér)我们有时候(yǒushíhòu)却会遇到一些例外,他们(tāmen)每天仅需睡 3-6 小时,却依然活力满满,学习工作两不误。他们仿佛能多出好几个小时的时间去学习、娱乐或工作。
这群人被称为“自然短睡者(natural short sleepers)”,科学家发现,他们的(de)秘密(mìmì)就藏在基因里。
揭开“短睡者”的神秘(shénmì)面纱
其实,不同生物的(de)睡(shuì)(shuì)眠模式本来就不太一样。比如,大象每天(měitiān)仅睡 2-4 小时,而树懒则要(yào)睡 15-20 小时。这种差异背后,反应的是物种在长期进化中对生存环境和(hé)能量消耗的不同适应策略。人类的睡眠(shuìmián)同样经历了漫长的演化,而“自然短睡者”的出现,就像一道独特的窗口,帮助科学家从遗传和进化的角度,重新审视:人真的一定要睡八小时吗?有些人天生就能少睡也照常运行,他们的大脑和身体到底有什么特别之处?
美国加州大学旧金山分校的科研团队,在 21 世纪初接触到一批每晚睡眠 6 小时或更少的研究对象,其中一对(yīduì)母女(mǔnǚ)引起了特别关注。研究人员(rényuán)对母女俩(mǔnǚliǎ)的基因组进行深入分析后,有了重大发现:在调节人体昼夜节律的基因中,存在一个罕见突变。
人体的(de)(de)昼夜节律如同一个(yígè)精密的时钟,由位于下丘脑的视交叉上核(SCN)控制(kòngzhì)。SCN 通过接收外界的光线、温度等环境信号,来调整人体的生理节奏。当光线变化时,视网膜会将信号传递给 SCN,SCN 再通过神经和(hé)体液调节,影响身体各个器官和系统的活动,从而维持(wéichí)“睡眠-觉醒”周期的稳定。而这对母女基因中的突变,很可能(kěnéng)干扰了 SCN 的正常功能,进而改变了她们的睡眠需求。
SCN 能够感受(gǎnshòu)光线变化从而调整人体生理节奏。图片(túpiàn)来源:Wikipedia
这个在母女基因中发现的(de)突变,就像是打开睡眠奥秘之门的一把(yībǎ)钥匙。
这(zhè)一发现吸引了其他有类似睡眠习惯的人主动联系实验室进行 DNA 检测。随着研究对象增多,该团队的数据越来越丰富。到目前为止,他们已鉴定出与(yǔ)自然短睡眠特征相关的 4 个基因(jīyīn)中的 5 种(zhǒng)突变,而且不同(bùtóng)家族(jiāzú)的突变存在差异,呈现出家族特异性。这表明,睡眠与基因的关系十分复杂,可能涉及多个基因的协同作用,不同家族的基因突变可能通过不同的途径影响睡眠。
新发现:SIK3 基因突变(jīyīntūbiàn)
在探索的道路上,研究团队又有了新突破。他们在自然短睡(shuì)眠者的 DNA 中发现了新的 SIK3 基因突变。它(tā)能影响大脑中一种酶的活性,而这种酶正是决定我们需要睡多久的关键之一(zhīyī)。
巧合的是,此前日本研究人员(rényuán)在 SIK3 基因中还发现过另一种突变,这种突变会(huì)导致小鼠异常嗜睡。同一种基因,不同突变却产生(chǎnshēng)相反效果,让睡眠与基因的关系更加神秘。
为深入了解新发现的(de) SIK3 基因突变(jīyīntūbiàn),研究团队对小鼠进行基因改造,使其携带该突变。
结果令人惊讶,这些小鼠每天睡眠时间(shíjiān)比正常小鼠减少约(yuē) 31 分钟(小鼠通常每天睡 12 小时左右)。研究还发现,这个突变影响(yǐngxiǎng)的酶在大脑突触中活性(huóxìng)最强,为“睡眠有助于大脑重置”的理论提供了支持。
大脑(dànǎo)突触是(shì)负责(fùzé)神经元之间传递信息的关键部位,其功能对于学习、记忆和认知等功能至关重要。“睡眠有助于大脑重置”这一理论认为,睡眠不仅仅是休息,更是大脑清理代谢废物和修复(xiūfù)受损神经元连接(liánjiē)的时期。携带 SIK3 基因突变的个体,其生产的酶(méi)可能让突触的工作效率提高了,因而让大脑具备了更高效的“清理修复系统”,使得在较短的睡眠时间内,就能完成这些重要的生理过程,从而(cóngér)满足大脑正常功能的需求。
虽然 SIK3 基因的(de)发现令人兴奋,但科学家们对它的作用仍有不同看法。美国哈佛医学院的神经学家 Clifford Saper 就(jiù)认为,虽然突变(tūbiàn)小鼠睡眠(shuìmián)时间减少,但幅度有限,说明 SIK3 突变可能并非(bìngfēi)降低睡眠需求的主因。另外(lìngwài),从进化的角度来看,睡眠是一种高度(gāodù)保守的生理行为,在漫长的进化过程中,睡眠模式的形成受到多种因素的综合影响,包括环境压力、能量平衡和生存需求等。单一基因突变不太可能完全决定睡眠需求的变化。
但他也肯定了(le)该研究的意义,此次基因突变导致小鼠异常睡眠(shuìmián)模式的发现,与之前对 SIK3 的认知(rènzhī)相符,有助于理解嗜睡的生物学基础。
嗜睡症是一种常见的睡眠障碍,患者会出现白天过度嗜睡、难以控制的困倦发作等症状,严重影响生活质量和工作安全(ānquán)。通过研究 SIK3 基因突变与小鼠(xiǎoshǔ)嗜睡之间的关系,科学家可以深入了解嗜睡症的发病机制(jīzhì),为(wèi)开发新的治疗方法提供理论依据。
睡眠调节机制仍在(zài)探索
尽管已经发现多个与自然短睡眠相关的基因突变,但关于(guānyú)这些基因及其变异如何普遍影响睡眠的机制,目前(mùqián)还没有明确答案。
研究发现,“有没有这个基因”虽然很重要,但是“基因有没有被启动”也同样关键。用专业术语来(lái)说,这与基因的(de)表达调控(tiáokòng)有关,但是简单(jiǎndān)来理解就是,每个基因都有一个“开关”,它什么时候打开(dǎkāi)、打开多大(也就是通过这个基因制造的蛋白质的多少),都会影响睡眠。
而这些“开关”不仅受遗传影响,还会(háihuì)受到环境因素的调控。
比如长期(chángqī)处于高压力工作环境的人群,即使本身没有睡眠相关基因(jīyīn)突变,也更容易出现睡眠问题,这可能是(shì)环境因素“开启”或“关闭”了某些与睡眠相关的基因。此外,饮食、运动(yùndòng)等生活方式因素也可能通过影响基因表达,间接影响睡眠质量。
如果我们能真正读懂(dúdǒng)这些睡眠基因的运作方式,未来也许(yěxǔ)真的能实现“定制睡眠”——
对于失眠的(de)人,或许可以开发出调节特定基因表达的药物,不再只是靠(kào)存在副作用的传统治疗药物;
对于嗜睡症患者(huànzhě),可以通过修复相关基因,让他们摆脱白天困倦、注意力不集中(jízhōng)的痛苦;
对于(duìyú)普通人来说,甚至有(yǒu)可能通过基因检测,量身定制睡眠方案,最大限度提升休息效率。
在未来,随着研究不断深入,我们(wǒmen)有(yǒu)望发现更多与睡眠(shuìmián)(shuìmián)相关的基因和影响因素。也许有一天,我们真能像科幻电影中那样,通过合理调整基因,拥有更科学的睡眠模式,在保证(bǎozhèng)充足休息的同时,有更多时间去追求有意义的生活。 但是在那之前,我们仍需依据现有的睡眠科学知识,养成良好的睡眠习惯,呵护自己的身体和大脑。
保持规律的(de)作息时间、创造舒适的睡眠环境、避免睡前使用电子设备等,这些简单的生活(shēnghuó)方式调整(tiáozhěng)都有助于提高睡眠质量,为我们的生活和工作提供充足的能量。
作者丨花茶(huāchá) 青岛农业大学

大多数人都清楚(qīngchǔ)充足睡眠是至关重要的,经典(jīngdiǎn)观点认为(rènwéi):每晚睡足 8 小时,第二天才能精力充沛地学习、工作,否则就会昏昏沉沉,注意力不集中,情绪也容易烦躁。
然而(ránér)我们有时候(yǒushíhòu)却会遇到一些例外,他们(tāmen)每天仅需睡 3-6 小时,却依然活力满满,学习工作两不误。他们仿佛能多出好几个小时的时间去学习、娱乐或工作。
这群人被称为“自然短睡者(natural short sleepers)”,科学家发现,他们的(de)秘密(mìmì)就藏在基因里。
揭开“短睡者”的神秘(shénmì)面纱
其实,不同生物的(de)睡(shuì)(shuì)眠模式本来就不太一样。比如,大象每天(měitiān)仅睡 2-4 小时,而树懒则要(yào)睡 15-20 小时。这种差异背后,反应的是物种在长期进化中对生存环境和(hé)能量消耗的不同适应策略。人类的睡眠(shuìmián)同样经历了漫长的演化,而“自然短睡者”的出现,就像一道独特的窗口,帮助科学家从遗传和进化的角度,重新审视:人真的一定要睡八小时吗?有些人天生就能少睡也照常运行,他们的大脑和身体到底有什么特别之处?
美国加州大学旧金山分校的科研团队,在 21 世纪初接触到一批每晚睡眠 6 小时或更少的研究对象,其中一对(yīduì)母女(mǔnǚ)引起了特别关注。研究人员(rényuán)对母女俩(mǔnǚliǎ)的基因组进行深入分析后,有了重大发现:在调节人体昼夜节律的基因中,存在一个罕见突变。
人体的(de)(de)昼夜节律如同一个(yígè)精密的时钟,由位于下丘脑的视交叉上核(SCN)控制(kòngzhì)。SCN 通过接收外界的光线、温度等环境信号,来调整人体的生理节奏。当光线变化时,视网膜会将信号传递给 SCN,SCN 再通过神经和(hé)体液调节,影响身体各个器官和系统的活动,从而维持(wéichí)“睡眠-觉醒”周期的稳定。而这对母女基因中的突变,很可能(kěnéng)干扰了 SCN 的正常功能,进而改变了她们的睡眠需求。

SCN 能够感受(gǎnshòu)光线变化从而调整人体生理节奏。图片(túpiàn)来源:Wikipedia
这个在母女基因中发现的(de)突变,就像是打开睡眠奥秘之门的一把(yībǎ)钥匙。
这(zhè)一发现吸引了其他有类似睡眠习惯的人主动联系实验室进行 DNA 检测。随着研究对象增多,该团队的数据越来越丰富。到目前为止,他们已鉴定出与(yǔ)自然短睡眠特征相关的 4 个基因(jīyīn)中的 5 种(zhǒng)突变,而且不同(bùtóng)家族(jiāzú)的突变存在差异,呈现出家族特异性。这表明,睡眠与基因的关系十分复杂,可能涉及多个基因的协同作用,不同家族的基因突变可能通过不同的途径影响睡眠。
新发现:SIK3 基因突变(jīyīntūbiàn)
在探索的道路上,研究团队又有了新突破。他们在自然短睡(shuì)眠者的 DNA 中发现了新的 SIK3 基因突变。它(tā)能影响大脑中一种酶的活性,而这种酶正是决定我们需要睡多久的关键之一(zhīyī)。
巧合的是,此前日本研究人员(rényuán)在 SIK3 基因中还发现过另一种突变,这种突变会(huì)导致小鼠异常嗜睡。同一种基因,不同突变却产生(chǎnshēng)相反效果,让睡眠与基因的关系更加神秘。
为深入了解新发现的(de) SIK3 基因突变(jīyīntūbiàn),研究团队对小鼠进行基因改造,使其携带该突变。
结果令人惊讶,这些小鼠每天睡眠时间(shíjiān)比正常小鼠减少约(yuē) 31 分钟(小鼠通常每天睡 12 小时左右)。研究还发现,这个突变影响(yǐngxiǎng)的酶在大脑突触中活性(huóxìng)最强,为“睡眠有助于大脑重置”的理论提供了支持。
大脑(dànǎo)突触是(shì)负责(fùzé)神经元之间传递信息的关键部位,其功能对于学习、记忆和认知等功能至关重要。“睡眠有助于大脑重置”这一理论认为,睡眠不仅仅是休息,更是大脑清理代谢废物和修复(xiūfù)受损神经元连接(liánjiē)的时期。携带 SIK3 基因突变的个体,其生产的酶(méi)可能让突触的工作效率提高了,因而让大脑具备了更高效的“清理修复系统”,使得在较短的睡眠时间内,就能完成这些重要的生理过程,从而(cóngér)满足大脑正常功能的需求。
虽然 SIK3 基因的(de)发现令人兴奋,但科学家们对它的作用仍有不同看法。美国哈佛医学院的神经学家 Clifford Saper 就(jiù)认为,虽然突变(tūbiàn)小鼠睡眠(shuìmián)时间减少,但幅度有限,说明 SIK3 突变可能并非(bìngfēi)降低睡眠需求的主因。另外(lìngwài),从进化的角度来看,睡眠是一种高度(gāodù)保守的生理行为,在漫长的进化过程中,睡眠模式的形成受到多种因素的综合影响,包括环境压力、能量平衡和生存需求等。单一基因突变不太可能完全决定睡眠需求的变化。
但他也肯定了(le)该研究的意义,此次基因突变导致小鼠异常睡眠(shuìmián)模式的发现,与之前对 SIK3 的认知(rènzhī)相符,有助于理解嗜睡的生物学基础。
嗜睡症是一种常见的睡眠障碍,患者会出现白天过度嗜睡、难以控制的困倦发作等症状,严重影响生活质量和工作安全(ānquán)。通过研究 SIK3 基因突变与小鼠(xiǎoshǔ)嗜睡之间的关系,科学家可以深入了解嗜睡症的发病机制(jīzhì),为(wèi)开发新的治疗方法提供理论依据。
睡眠调节机制仍在(zài)探索
尽管已经发现多个与自然短睡眠相关的基因突变,但关于(guānyú)这些基因及其变异如何普遍影响睡眠的机制,目前(mùqián)还没有明确答案。
研究发现,“有没有这个基因”虽然很重要,但是“基因有没有被启动”也同样关键。用专业术语来(lái)说,这与基因的(de)表达调控(tiáokòng)有关,但是简单(jiǎndān)来理解就是,每个基因都有一个“开关”,它什么时候打开(dǎkāi)、打开多大(也就是通过这个基因制造的蛋白质的多少),都会影响睡眠。
而这些“开关”不仅受遗传影响,还会(háihuì)受到环境因素的调控。
比如长期(chángqī)处于高压力工作环境的人群,即使本身没有睡眠相关基因(jīyīn)突变,也更容易出现睡眠问题,这可能是(shì)环境因素“开启”或“关闭”了某些与睡眠相关的基因。此外,饮食、运动(yùndòng)等生活方式因素也可能通过影响基因表达,间接影响睡眠质量。
如果我们能真正读懂(dúdǒng)这些睡眠基因的运作方式,未来也许(yěxǔ)真的能实现“定制睡眠”——
对于失眠的(de)人,或许可以开发出调节特定基因表达的药物,不再只是靠(kào)存在副作用的传统治疗药物;
对于嗜睡症患者(huànzhě),可以通过修复相关基因,让他们摆脱白天困倦、注意力不集中(jízhōng)的痛苦;
对于(duìyú)普通人来说,甚至有(yǒu)可能通过基因检测,量身定制睡眠方案,最大限度提升休息效率。
在未来,随着研究不断深入,我们(wǒmen)有(yǒu)望发现更多与睡眠(shuìmián)(shuìmián)相关的基因和影响因素。也许有一天,我们真能像科幻电影中那样,通过合理调整基因,拥有更科学的睡眠模式,在保证(bǎozhèng)充足休息的同时,有更多时间去追求有意义的生活。 但是在那之前,我们仍需依据现有的睡眠科学知识,养成良好的睡眠习惯,呵护自己的身体和大脑。
保持规律的(de)作息时间、创造舒适的睡眠环境、避免睡前使用电子设备等,这些简单的生活(shēnghuó)方式调整(tiáozhěng)都有助于提高睡眠质量,为我们的生活和工作提供充足的能量。
作者丨花茶(huāchá) 青岛农业大学

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