Изучив более 12 000 особей дрозофил, ученые из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете идентифицировали ген под названием nemuri (от японского nur – сон), который заставляет нас больше спать, когда мы болеем. Исследование опубликовано в Science.
Экспрессия гена nemuri (зеленый цвет) в мозге дроозфилы – один нейрон с каждой стороны, и их проекции. Credit: Amita Sehgal / Science, 2019
Белок NEMURI, кодируемый одноименным геном, обладает антимикробной активностью и продлевает глубокий сон во время болезни.
Мухи с выключенным геном nemuri легче просыпались во время дневного сна, потребность во сне после депривации или при инфекции у них была снижена. С другой стороны, у мух, которым не давали спать, экспрессия nemuri повышалась: происходило это в нескольких нейронах, расположенных рядом с центром сна в мозге. Повышенная экспрессия nemuri способствовала увеличению продолжительности сна у дрозофил, зараженных бактериальной инфекцией, и приводила к увеличению их выживаемости по сравнению с неинфицированными мушками контрольной группы.
«Считается, что сон и исцеление тесно связаны, и наше исследование напрямую связывает сон с иммунной системой и дает потенциальное объяснение механизму увеличения продолжительности сна во время болезни», — говорит профессор нейробиологии и руководитель работы Амита Сегал (Amita Sehgal).
Как выяснилось, в ответ на инфекцию белок NEMURI проявляет антимикробное действие в периферических частях тела плодовых мушек и увеличивает время сна благодаря своей активности в мозге. Ранее уже были известны несколько молекул, похожих на NEMURI, которые представляют собой антимикробные пептиды и обладают множеством функций для борьбы с инфекцией. Исследователи предполагают, что их роль в регуляции продолжительности сна может быть также важна для защиты хозяина.
Более того, авторы работы отмечают, что цитокины (например, интерлейкин-1) и молекулярные продукты иммунных клеток тоже участвуют в регуляции сна человека. ИЛ-1 может функционировать по тому же пути, что и АМФ (аденозинмонофосфат): он накапливается во время продолжительного бодрствования и, по-видимому, способствует засыпанию. У млекопитающих цитокины могут запускать синтез АМФ, но и АМФ, в свою очередь, влияет на продукцию цитокинов. Учитывая эту взаимосвязь, исследователи приходят к выводу, что NEMURI– это настоящее связующее звено между иммунитетом и сном.
Текст: Диана Галимова
A sleep-inducing gene, nemuri, links sleep and immune function in Drosophila by Hirofumi Toda, Julie A. Williams, Michael Gulledge, and Amita Sehgal in Science. Published February 2019.