【神経科学】睡眠に影響する遺伝的変異
Nature
マウスが経験する睡眠の量と種類に影響する2つの遺伝的変異について報告する論文が、今週のオンライン版に掲載される。今回の研究成果は、睡眠を支配する機構の解明に向けた重要な一歩といえる。
全ての動物は眠る。睡眠は普遍的な性質を有する最も基本的な行動であるのに、その基盤となる細胞シグナルと分子シグナルに関しては意外なほどわずかしか解明されていない。今回、船戸弘正（ふなと・ひろまさ）の研究グループは、睡眠覚醒バランスに影響を及ぼす2つの遺伝的変異を同定した。その1つは、Sik3遺伝子の変異であり、固有の睡眠ニーズが増えるために総覚醒時間が著しく減る。この場合、ノンレム睡眠の量（レムとは急速眼球運動のこと）が増加する。もう1つは、Nalcn遺伝子の変異であり、レム睡眠の総量が減り、レム睡眠のエピソードが短くなるが、その原因は、レム睡眠を阻害するニューロンの興奮性が高まることだと考えられている。
船戸たちは、順遺伝学的スクリーニングという方法を用いて、この結果を得た。今回の研究は、ランダムに生じさせた遺伝的変異を持つ8,000匹以上のマウスの睡眠パターンを調べてから、通常と異なる睡眠パターンを持つ動物を対象として遺伝的変異を探索した。その結果、マウスの2つの血統（SleepyとDreamless）が同定され、それぞれの血統において、Sik3遺伝子とNalcn遺伝子の変異が同定された。この研究方法を用いることで、睡眠の調節に関与する新たな遺伝子と経路を同定できる可能性が、今回の研究結果によって明確に示された。
Two mutations that influence the amount and type of sleep experienced by mice are reported online in Nature this week. The results are an important step towards understanding the mechanisms that govern slumber.
All animals sleep, yet despite its ubiquitous nature, surprisingly little is known about the cellular and molecular signals that underpin this most fundamental behaviour. Hiromasa Funato and colleagues identify two mutations that affect the sleep/wake balance. One, affecting the Sik3gene, causes a profound reduction in total time spent awake, owing to an increased inherent need for sleep. In this case, the amount of non-REM (rapid eye movement) sleep increases. A second mutation, in the Nalcn gene, reduces the total amount and episode length of REM sleep, apparently by making REM-sleep-inhibiting neurons more excitable.
The authors reached their results using a method called forward genetic screening. They looked at the sleep patterns of more than 8,000 mice with randomly generated genetic mutations, then looked for genetic changes in animals with unusual sleep patterns. They identified two pedigrees of mice that they dubbed Sleepy and Dreamless, which led to the discovery of the Sik3 and Nalcn mutations, respectively. The results highlight the potential of this approach to identify novel genes and pathways involved in sleep regulation.
doi: 10.1038/nature20142
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