Paul Sparks
0 
2579
742
Geniet van dromen? Twee belangrijke genen zijn misschien te danken. Een nieuwe studie bij muizen vindt dat deze 'droomgenen' essentieel zijn voor die sluimerfase die mensen bizarre visioenen geeft over het naakt afleggen van wiskundetests op de middelbare school, tanden verliezen en door de lucht zweven.
Zonder de genen, genaamd Chrm 1 en Chrm 3, zouden zoogdieren geen snelle oogbewegingsslaap (REM) ervaren, waarbij de hersenen even actief zijn als tijdens het waken, maar het lichaam is verlamd. De ontdekking is belangrijk, aldus onderzoekers, omdat slechte slaap en psychiatrische stoornissen met elkaar verband houden. Dus het begrijpen van de basiscontrole van slaap in de hersenen zou farmaceutische behandelingen voor zowel slaap- als psychiatrische problemen kunnen verfijnen, zei onderzoeksleider Hiroki Ueda van Riken, een Japans onderzoeksinstituut..
"Een goede nachtrust is essentieel voor de kwaliteit van het menselijk leven, terwijl enige vorm van slaapstoornissen kan leiden tot verschillende ongewenste gevolgen", vertelde Ueda in een e-mail. Maar de "moleculaire machinerie [van slaap] moet nog grotendeels worden onthuld, wat de ontwikkeling van behandelingen voor slaapgerelateerde ziekten belemmert". [5 verrassende slaapontdekkingen]
Vreemde cyclus
In een bepaalde nacht fietsen mensen door niet-REM- en REM-slaap, die worden bepaald door verschillende patronen van hersenactiviteit. Niemand kent de precieze reden voor deze verschillende slaapfasen, maar problemen met REM-slaap zijn in verband gebracht met dementie, de ziekte van Parkinson en andere neurologische aandoeningen. En slecht slapen in het algemeen houdt verband met een verhoogd risico op zelfmoord.
Daarom zijn Ueda en zijn collega's geïnteresseerd in het begrijpen van de basisprincipes van hoe slaap werkt. Wetenschappers hebben al ontdekt dat de overgang van niet-REM- naar REM-slaap een neurotransmitter genaamd acetylcholine betreft. Maar er zijn 16 soorten cellulaire receptoren in de hersenen waaraan acetylcholine kan binden, en het was verre van duidelijk welke essentieel waren voor de REM-slaap en welke overbodig waren..
Om daar achter te komen, gebruikten de onderzoekers CRISPR-technologie om de genen voor deze acetylcholinereceptoren een voor een uit te schakelen bij muizen. CRISPR gebruikt een genetische sequentie om een enzym naar het gewenste deel van het DNA te leiden, waar het enzym vervolgens de sequentie afknipt, waardoor wordt voorkomen dat dat gen tot expressie wordt gebracht.
Slaap verliezen
De studie toonde meteen aan dat één familie van acetylcholinereceptoren, het nicotine-type, niet veel met slaap te maken had. Muizen zonder die receptoren sliepen min of meer zoals muizen die ze hadden.
De andere familie, muscarine-acetylcholinereceptoren, bleek veel interessanter te zijn. Met name het verlies van twee receptoren genaamd Chrm1 en Chrm3 verkortte de slaap met bijna 3 uur per dag. Het verliezen van een van de twee receptoren verminderde en gefragmenteerde REM-slaap specifiek, terwijl ook niet-REM-slaap werd verminderd. En muizen met geen van beide receptoren ervoeren in feite helemaal geen REM-slaap. [Top 11 spookachtige slaapstoornissen]
Vreemd genoeg overleefden die REM-vrije muizen zonder deze dromerige slaapstaat, ondanks hypothesen dat REM-slaap noodzakelijk is om te overleven. Dat is een interessante weg voor verder onderzoek, zei Ueda, maar het kan een onbedoeld neveneffect zijn van het werken met proefdieren in een kunstmatige omgeving..
De "gemuteerde muizen kunnen overleven in laboratoriumomstandigheden met veel voedsel en zonder enige [vijanden]", vertelde Ueda. "In een wilde omgeving zouden deze genen belangrijk zijn voor het overleven van organismen."
Het begrijpen van de specifieke receptoren die de slaap beheersen, kan nieuwe behandelingen opleveren voor psychiatrische stoornissen zoals depressie en posttraumatische stressstoornis, die vaak wordt gekenmerkt door levendige nachtmerries, zei Ueda. De onderzoekers vonden subtiele verschillen in de manier waarop Chrm1 en Chrm 3 werken, voegde hij eraan toe, dus het team is geïnteresseerd in het nader bekijken van wat er gebeurt wanneer deze receptoren worden geactiveerd. En omdat het onderzoek bij muizen is gedaan, is er meer werk nodig om te bestuderen hoe deze genen bij mensen werken.
"Dit onderzoek kan de REM-slaap moleculair helpen definiëren en kan de fysiologische rol van REM-slaap onthullen in zijn nauw verwante hogere cognitieve functies, zoals leren en geheugen", zei Ueda..
De studie werd gisteren (28 augustus) gepubliceerd in het tijdschrift Cell Reports.
Oorspronkelijk gepubliceerd op .