Редкая генетическая мутация позволяет некоторым людям прекрасно себя чувствовать, если они спят всего по четыре-шесть часов в сутки, не испытывая негативных последствий для здоровья, которые обычно возникают при недосыпании. Согласно исследованиям, недавно проведённым учёными, у «суперспящих» людей была обнаружена мутация SIK3-N783Y.
Механизм мутации SIK3-N783Y
Мутация SIK3-N783Y коренным образом меняет то, как белок SIK3 участвует в регуляции сна. Эта точечная мутация вызывает значительные структурные изменения в белке SIK3, ухудшая его способность переносить молекулы фосфата к другим белкам. SIK3 — это протеинкиназа, фермент, который фосфорилирует другие белки, изменяя их функции, и экспрессируется в нейронах в нескольких областях мозга. Мутация снижает активность киназы SIK3 in vitro, по сути уменьшая её способность посылать сигналы, которые помогают контролировать сон и бодрствование.
На молекулярном уровне фосфопротеомный анализ показывает, что мутация SIK3-N783Y вызывает значительные изменения преимущественно в синапсах. Мутация приводит к изменениям в нескольких связанных со сном киназных путях, включая протеинкиназу А и митоген-активируемую протеинкиназу. Когда исследователи воспроизвели эту генетическую мутацию на мышах, они обнаружили, что мыши с мутацией спят примерно на 30 минут меньше, чем обычные мыши, при этом во время сна у них повышается мощность дельта-волн электроэнцефалограммы. Это открытие демонстрирует эволюционно сохранённую роль SIK3 как критически важного гена в регуляции сна у разных видов, от мышей до людей, и даёт ценную информацию о регуляторной сети киназ, отвечающей за потребность во сне.
Выработка гена DEC2 и орексина
Мутация гена DEC2 представляет собой ещё один интересный генетический механизм, отвечающий за естественный короткий сон. В 2009 году исследователи обнаружили мутацию пролина в аргинин (P384R) в гене DEC2, которая позволяет носителям нормально функционировать, если они спят всего 6,25 часа по сравнению с 8,06 часами, необходимыми для тех, кто не является носителем. Эта мутация была успешно воспроизведена на мышах, что подтвердило её роль в сокращении продолжительности сна.
Механизм, лежащий в основе влияния DEC2 на сон, связан с регуляцией орексина (также известного как гипокретин), нейропептидного гормона, стимулирующего бодрствование. В норме DEC2 функционирует как транскрипционный репрессор, который подавляет выработку орексина, связываясь с элементами E-бокса в промоторе гена орексина. Мутация P384R ослабляет репрессорную активность DEC2, что приводит к повышенной экспрессии орексина и усилению бодрствования. Это было подтверждено, когда исследователи обнаружили, что введение антагониста рецепторов орексина частично устранило фенотип короткого сна у мышей с мутацией DEC2. Это открытие представляет собой важный шаг в понимании молекулярных механизмов, регулирующих наши ежедневные потребности во сне, и демонстрирует, как одна генетическая мутация может кардинально изменить режим сна без негативных последствий для здоровья.
Преимущества мутации ADRB1
Мутация ADRB1-A187V представляет собой третий генетический путь к естественному короткому сну, позволяя носителям оптимально функционировать, если они спят всего по шесть часов — примерно на два часа меньше, чем в среднем. В отличие от тех, кто страдает от недосыпания, люди с этой редкой мутацией (встречающейся всего у 4,028/100 000 человек) отмечают улучшение качества и эффективности сна без негативных последствий для здоровья.
Эти люди, которые от природы мало спят, обладают несколькими замечательными преимуществами, помимо того, что у них больше времени для бодрствования. Они, как правило, более оптимистичны, энергичны и лучше справляются с несколькими задачами одновременно. Кроме того, у них более высокий болевой порог, они не страдают от смены часовых поясов, а некоторые исследователи считают, что они даже могут жить дольше. Мутация, по-видимому, приводит к тому, что мозг легче возбуждается и дольше сохраняет бодрствующее состояние, при этом нейроны в дорсальной области моста демонстрируют повышенную активность как во время бодрствования, так и во время быстрого сна. Недавние исследования также показывают, что мутация ADRB1-A187V может иметь терапевтический потенциал, поскольку она помогла восстановить быстрый сон и уменьшить агрегацию тау-белка на мышиных моделях нейродегенеративных заболеваний.