有没有可能通过敲掉一部分基因,使个体不再需要那么长时间的睡眠?
题主你这么有想法,不如跟我去学生物吧~
我猜想早在若干年前就有人觉得,睡觉太浪费时间了,但是怎么样才能在少睡觉的同时保持好的体力以及脑袋清醒呢,于是便有人试验不同的睡眠方法,比如传言达芬奇就是用多相睡眠法(Polyphasic sleep),每隔 4 小时睡 15 分钟,那一天只需要睡 90 分钟,两个小时都不到,的确能省出大量时间了,但问题是至今没有人真正试验成功过,我是觉得不可能啦,有兴趣戳 达芬奇睡眠,真的那么神奇吗? - 匿名用户的回答。
到了现代,随着生物技术的迅猛发展,人工基因敲除或者基因突变已经不是难事,当然不可能允许敲除人的基因…好在有模式生物,科学家们在不同的模式动物上找到了很多和睡眠相关的基因,比如和调节昼夜节律相关的基因,包括 BMAL1, CLOCK, PER, CRY, DEC1, DEC2 等等,其中 Bmal1 和 Clock 蛋白形成异二聚体激活 Per 基因的转录,而蛋白 Per 和 Cry 作用可以抑制 Per 基因转录(如下图),Dec1 和 Dec2 作为转录因子可以抑制 Baml1 和 Clock 对 Per 转录的激活,但是,完整的调节睡眠的过程还不清楚。
希望你还没有被绕晕,你只需要知道这是一个很复杂的过程,很多基因都参与其中,但是整个关系图还不清楚,所以随便突变某个基因的后果是不可预测的…
比如 CLOCK 基因,最早在 1994 年被筛选出来,野生型 CLOCK 基因小鼠的节律周期是 23.3 小时,而单个 CLOCK 基因突变的小鼠节律周期是 24.4 小时,纯合突变小鼠的昼夜节律为 27.3 小时,在黑暗环境中 7 天后,而这种 CLOCK 基因突变的小鼠昼夜节律会消失。
CLOCK 基因突变的小鼠睡眠时间也会变少,Clock/+ 比 +/+ 小鼠少睡 1 小时,而 Clock/Clock 比 +/+ 小鼠少睡 2 小时,但是 Clock 小鼠突变体的血糖水平、进食规律都会出现变化,出现代谢紊乱,引起肥胖(下图)。
除此之外,CLOCK 基因突变还会导致小鼠发情周期变化,足月妊娠失败的风险增加(如下图)。
还有很多其他影响,就不一一阐述了。
换一个角度考虑,我们每个人需要的睡眠时间不尽相同,很多历史名人每天只需要睡 4 小时,而身边每天睡 10 小时及以上的人比比皆是,是不是也和基因相关呢?为了精确地控制变量,科学家们选择了调查双胞胎,在 100 对双胞胎中发现有一对双胞胎每天需要的睡眠时间不同,一正常一短,并发现了她们某个基因存在差异,通过进一步研究,就可以确定这个基因是否和睡眠长度相关(好像是 Dec1)。
所以这种基因的确是存在的,理论上通过改变基因改变睡眠长度也是可以的,但是造成的后果就不好说了,这就牵涉到生物伦理学,贸然在人身上试验肯定不被允许。
关于昼夜节律 盲人有昼夜节律吗?如何形成的? - 知乎用户的回答
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Relevant Readings
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题图来源:Tambako The Jaguar / CC BY-ND


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