En venn kan anbefale en god natts søvn når du føler deg syk. Dette enkle middelet er faktisk basert på vitenskap - og en ny studie viser at den kan være innebygd i DNA, i det minste i fruktfluer.
Det er en etablert sammenheng mellom søvn og immunforsvaret, men forskere har hatt vanskeligheter med å definere forholdet. Nå har et team av forskere kommet et skritt nærmere å etablere en klar forbindelse; de fant et enkelt gen i fruktfluer som øker søvnen når insekter er syke eller utmattede, ifølge en artikkel publisert i dag i Science .
Teamet - ledet av Amita Sehgal, en nevrovitenskapsmann ved University of Pennsylvania - kalte genet nemuri, et japansk ord for søvn. Mens tidligere tester identifiserte gener som reduserer søvn når de mangler, er dette den første fluestudien som identifiserer et enkelt gen som, når det er overaktivt, forbedrer søvnen. En overflod av nemuri hjalp også fluene med å bekjempe infeksjon, og presenterte en klar forbindelse mellom dette søvngenet og immunforsvaret.
"Dette er et ganske viktig gjennombrudd i den forstand at det gir en mekanistisk kobling mellom disse to helt forskjellige tingene - søvn og immunrespons - som ser ut til å være veldig knyttet sammen, " sa Grigorios Oikonomou, en nevrovitenskapsmann som studerer søvngenetikk i sebrafisk i California Institute of Technology, men var ikke involvert i dette eksperimentet.
Hvor mange fluer tok det for å finne dette ene genet, som kan hjelpe oss med å avdekke sammenhengen mellom søvn og immunitet? Etter Sehgals estimat nesten en million. Tusenvis av grupper av fluer ble konstruert for å turbo-uttrykke forskjellige gener ved å tilsette et medikament til insektenes typiske diett av maismel, melasse, gjær og agar.
Fluer, som det viser seg, er søvnige skapninger. I laboratoriet døs de rundt 11 timer om dagen. "Søvn" for fluer er definert som fem eller flere minutters ubevegelighet, som kan måles ved videosporing eller sjekke om bevegelsen deres bryter en infrarød stråle i testrørets hjem. Forskerne overvåket 8 015 forskjellige typer genetisk endrede fluer mens de snoozed, men etter en langvarig eliminasjonsprosess sov en eneste gruppe dramatisk ut resten.
Disse utleggerne - nemurigruppen - nettet hele 17 til 20 timers søvn per dag.
"Vi var veldig overrasket over at vi bare fikk ett [gen av 8000], " sier Sehgal.
Forskerne testet også "søvndybde", eller hvor lett fluene våknet da de ble skremt av at en plastkarm ble slengt ned på containeren de ble plassert i. Sjokket var nok til å vekke over 94 prosent av vanlige fluer fra søvnen. Mer enn 80 prosent av de nemuri-boostede fluene sov derimot rett gjennom racketen.
Nemuri er bra for mer enn å indusere lyd i søvn: Fluer med ekstra nemuri var flinkere til å bekjempe influensa. Når de ble smittet med to typer dødelige bakterier, overlevde de nemuri-boostede fluene lenger enn kollegene som uttrykte nemuri på normale nivåer.
Det viser seg at nemuri også fungerer som et antimikrobielt peptid (AMP), noe som betyr at det er ganske effektivt til å drepe mikrober på egen hånd. Fluer som uttrykker genet på typiske nivåer hadde nesten ikke påvisbare spor av AMP. Det som utløste de normale fluene hjerner til å pumpe ut mer nemuri var søvnmangel - ved å bli rystet omtrent hvert 20. sekund - og sykdom.
Disse resultatene, forklarte Sehgal, indikerer at "søvnregulering er nært knyttet til immunforsvaret, spesielt hvordan kroppen takler søvnmangel."
Å finne et molekyl som har utviklet seg til å indusere søvn og som også har en egen mikrob-drepende funksjon "er veldig antydende at faktisk, sove er bra for deg når du er syk, " sier Oikonomou, som var medforfatter av et perspektivoppgave i Science som følger med Sehgals studie.
Å ha masse nemuri induserte tydelig søvn, men teamet ønsket også å vite om fluenes søvn ville bli påvirket hvis nemuri ble eliminert fullstendig. For å teste dette avlet Sehgals team mutante fluer som manglet begge kopiene av nemuri-genet, slik at de helt ikke var i stand til å produsere dets antimikrobielle fordeler. De mutante, nemuri-manglende fluene fikk samme søvnmengde som deres normale, nemuri-besittede kolleger, selv om studien fant at mutantene lettere ble vekket av lysglimt eller en fremmed lukt og var saktere med å sovne.
Fluer med nemuri-genet sov lenger etter å ha blitt syk. Men, sier Sehgal, mutantene "dør ikke tidligere enn kontrollene, og vi tror det er fordi det er andre faktorer som kompenserer."
Med andre ord er nemuri-genet ikke det endelige alt-nødvendig genet for søvn eller immunitet. Uten den er fluene fremdeles i stand til å sove, om enn mer passe, og fraværet ser ikke ut til å svekke dem i å motstå infeksjon.
Chiara Cirelli, nevrovitenskapsmann ved University of Wisconsin-Madison som ikke var involvert i studien, er interessert i å se hva nemuri-genens effekter er på mindre ekstreme nivåer.
"Vi visste at det var denne korrelasjonen, men her har vi en dyremodell, vi har et spesifikt gen, vi kan begynne å stille disse mer mekanistiske spørsmålene, " sier hun. Studien åpner nye muligheter for forskning for å bore ned forholdet mellom søvn og immunforsvaret, forklarer Cirelli.
Sehgal vil også gjerne vite hva andre arter, inkludert mennesker, har nemuri eller et gen som det. Videre studier av nemuri og dets mikrobe-bekjempende protein kan føre til "et mye bedre søvnmedisin, " spekulerer Oikonomou, kanskje en med færre bivirkninger enn det som for tiden er på markedet.
