Di Truyền Học

Phát hiện một gene đóng vai trò trong sự thiếu ngủ và thiếu hụt quá trình trao đổi chất

Ngày đăng: 14-06-2016

Chi tiết bài viết
Bài viết liên quan

Rate this post

Chứng mất ngủ cấp tính ở người có liên quan với gia tăng sự thèm ăn và kém nhạy cảm với insulin. Những người mắc chứng thiếu ngủ kinh niên có nguy cơ lớn tiến triển những bệnh như béo phì, các hội chứng liên quan tới quá trình chuyển hóa, đái tháo đường loại 2 và bệnh tim mạch. Ngược lại, khi cơ thể ở trạng thái trao đổi chất tốt thì sẽ có tác động tốt trong việc điều hòa giấc ngủ và đồng hồ sinh học.

Các thói quen ngủ của ruồi giấm rất giống với con người. Hầu hết giấc ngủ của chúng xảy ra vào ban đêm, một số loại thuốc và các chất kích thích như caffeine có thể ảnh hưởng tiêu cực đến giấc ngủ của chúng, và nếu giấc ngủ đêm của loài ruồi bị gián đoạn có thể ảnh hưởng đến khả năng ghi nhớ của chúng.

Một câu hỏi được đặt ra: “loài ruồi giấm có thể cho chúng ta biết điều gì về mối liên hệ giữa thiếu ngủ và rối loạn chuyển hóa như tiểu đường, béo phì, hay gia tăng lượng đường trong máu?” Là rất nhiều thứ mà chúng ta có thể biết được. Theo một nghiên cứu mới đây, lần đầu tiên có thể xác định rằng một gen bảo tồn – đó là translin – hoạt động như một yếu tố điều hòa giấc ngủ trong việc đáp ứng lại những thay đổi chuyển hóa và trao đổi chất.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Current Biology, trong đó cho rằng translin là một tích hợp thiết yếu cho giấc ngủ và trạng thái trao đổi chất, và nó có ý nghĩa quan trọng trong việc tìm hiểu cơ chế thần kinh cơ bản của chứng thiếu ngủ và việc đáp ứng với những thay đổi của môi trường.

Khi ruồi giấm đang đói, chúng ngủ ít hơn vì chúng sẽ hy sinh giấc ngủ cho nhiệm vụ tìm kiếm thức ăn. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng ruồi giấm trong nghiên cứu và tạo ra các kịch bản khác nhau giữa ngủ và tìm thức ăn để kiểm tra tách biệt mỗi gen trong cùng một thời điểm nhằm xác định gen nào không ảnh hưởng đến giấc ngủ của chúng. Họ sàng lọc chức năng của hệ thống RNAi của hệ thần kinh nhằm xác định những gen nào cần thiết để giữ loài ruồi giấm bị đói nhưng vẫn tỉnh táo. Những gì họ đã phát hiện ra đó là gen translin, khi thực hiện kỹ thuật knock out gen translin ở tế bào thần kinh, ruồi giấm ở trạng thái đói có thể ngủ ngon lành như khi chúng no. Họ cũng quan sát thấy không có gen tương tự nào khác ngăn chặn giấc ngủ, và khi ở chế độ đói loài ruồi giấm lại có một loại đột biến null trong gen translin.

Những con ruồi giấm được đưa vào những chế độ ăn cụ thể để các nhà nghiên cứu kiểm tra một vài chỉ số trong khi chúng đang ngủ như nồng độ glycogen, triglycerides và các mức thiếu hụt glucose. Các nhà nghiên cứu đã phá vỡ sự đáp ứng với cơn đói ở ruồi giấm nhằm đưa chúng vào những cơ chế khác nhau giữa cảm giác đói và chế độ ngủ liên tục.

“Trong khi nhiều gen đã được xác định là đóng vai trò điều hòa giấc ngủ hoặc trạng thái trao đổi chất, nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra một bằng chứng xác thực rằng những chức năng của translin là gen điều hòa tích hợp duy nhất của các quá trình này”, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi đã thấy rằng gen này không cần thiết cho cơ chế điều hòa chung của giấc ngủ. Hơn nữa, bây giờ chúng ta biết rằng sự tích trữ năng lượng ở ruồi đột biến là bình thường và sự ngăn cản giấc ngủ kiểu hình đói gây ra không phải do sự tăng lên của sự lưu trữ dinh dưỡng”.

Kết quả của công trình nghiên cứu này đã cung cấp một bằng chứng quan trọng, đó là translin không cần thiết cho sự nhận thức về cơn đói hay để kích thích những hành vi liên quan đến cơn đói, nhưng là cần thiết để kích thích sự tỉnh táo khi thiếu thức ăn.

Lê Minh Tiến Đoàn (lược dịch)

Nguyễn Minh Tài Lộc (biên tập)

Nguồn hình: Sciencemission

Tài liệu tham khảo:

Kazuma Murakami, Maria E. Yurgel, Bethany A. Stahl, Pavel Masek, Aradhana Mehta, Rebecca Heidker, Wesley Bollinger, Robert M. Gingras, Young-Joon Kim, William W. Ja, Beat Suter, Justin R. DiAngelo, Alex C. Keene, April 2016. translin Is Required for Metabolic Regulation of Sleep. Current Biology: Volume 26, Issue 7, 972–980.