2019年8月7日えいこFacebookTwitterはてブPocketFeedly線虫、クラゲ、トカゲ、鳥、ネズミ、ヒトがみんなやっているけど、その仕組みはよくわかっていないもの。「睡眠」の間は、意識を失った状態になって外界の変化にすぐに対応できなくなってしまいます。そんなリスクを冒してまで生物は眠るのです。medicine:IIIS)の柳沢正史機構長をはじめとした研究をご紹介します。睡眠とは何か」を参考にしています。今回は「寝ても寝ても寝足りない」Sleepyマウスの発見までのお話をご紹介します。人の覚醒のピークは、朝起きた直後ではなくて実は夜9時ごろなんです。夜9時を過ぎると、心拍数、血圧が下がって副交感神経が優位にになることで眠くなる。朝になって太陽を浴びると覚醒モードになって目が覚める。これが体内時計(概日(がいにち)リズム)による睡眠です。概日リズムとは?概日リズムは英語でサーカディアンリズムと言います。身体の中でほぼ24時間周期で発現が変化する「遺伝子」によって作り出されます。1970年代から2000年代始めまでの間に、約24時間のリズムを刻む遺伝子が次々と発見されました。2017年には時計遺伝子の発見に対してノーベル生理学・医学賞が3名のアメリカ人研究者に授与されています。全身のさまざまな臓器や器官がこのリズムにしたがって動いていることがわかってきています。寝不足だと、昼間だと眠たくなることはありますよね。これを専門家たちは「睡眠恒常性」と呼んでいます。起きていると、だんだん「眠気」が溜まってきて眠ると「眠気」が解消されます。これは私たちの日常生活で感じる「眠気」の感じですね。蓄積していく「眠気」のことを「睡眠負債(すいみんふさい)」と呼びます。ししおどしを想像してみるとわかりやすいかもしれません。ししおどしの竹筒の中に「睡眠負債」という水が少しずつ溜まっていきます。それがある程度まで溜まると、竹筒が傾いて「睡眠」状態になります。「睡眠」すれば、睡眠負債の水が流れ出て元に戻ります。これが睡眠恒常性による睡眠です。今まで睡眠に関する研究は「断眠実験(だんみんじっけん)」という方法で行われてきました。断眠実験とはマウスを飼っているカゴ(ケージ)をトントンと叩いたり、マウスをなでたりして”強制的”に眠らせないようにする方法です。”強制的に”眠らせない、つまり「睡眠負債」を貯めることでマウスの脳内にどんな物質が多くなっていくのか調べることで「眠気物質」を特定しようとたくさんの研究者が実験してきました。”強制的”に眠らせないというのはマウスにとっては強いストレスになります。フミわたしだって、眠たいのに「起きなさい!」ってママに言われたら嫌だもん。ネズミさんだって嫌なんだね...ストレス状態で脳内の物質を調べてみても、それがストレスのせいなのか?睡眠できなかったからなのか?区別するのは難しいのです。実際にこの方法でマウスの脳内で増えた物質を調べてみると、ストレスに関連したものがたくさんリストアップされました。えいこストレスに関するものが、本当に眠気に関係しているかもしれません。ストレス物質と眠気との関係があまりはっきりとはわからなかったのではないかと思います。ストレスと睡眠を”区別できない”というのが断眠実験の弱点ですね。(IIIS)は睡眠の「基礎研究」に特化した研究所です。機構長の柳沢先生と船戸弘正客員教授らは、今までの「断眠実験」の弱点(マウスに強いストレスがかかってしまう)を補う実験方法を考えました。新しい実験方法の手順マウスに突然変異を起こす睡眠異常のマウスを探す遺伝子を解析する睡眠に関わる遺伝子がわかるその遺伝子が眠気物質?!大きく5つのステップにわけられます突然変異を起こして睡眠異常のマウスを探せ!マウスに突然変異を起こして、約8000匹の突然変異マウスを作製しました。ウレア)を与えて精子にランダムな変異を起こします。変異を起こした精子を使って、メスマウスを人工授精します。生まれてきた子マウスは、精子が持っている様々な突然変異を引き継いでいることになるのです。その約8000匹のマウスを調べたところ、起きている時間が圧倒的に短いマウスが見つかりました。フミ8000匹も調べたの?!1日1匹調べてたら、22年くらいかかっちゃう!!すごい労力をかけて、調べたんだね。マウスは夜行性で、暗くなると活発に動きます。見つけたマウスは、暗くなってもうとうとして眠っていました。寝ても睡眠への欲求が消えない「寝ても寝ても寝足りない」マウスを作ることができました!船戸教授らはこのマウスを「Sleepy」と名付けて、どの遺伝子に変異が入っているのか調べることにしました。遺伝子を解析して睡眠物質を特定せよ!約8000匹を調べて見つけ出した「Sleepy」マウスの遺伝子を調べたところ、9番染色体上にあるSik3(遺伝子の名前は斜体で書きます)という遺伝子に変異がありました。Sik3はいろんなタンパク質にリン酸基をつける(リン酸化)酵素SIK3(タンパク質の名前は大文字で書きます)をコードする遺伝子として以前からから知られていました。睡眠との関係がわかったのは初めてのことです。「寝ても寝ても寝足りない」マウスはこのSIK3の一部(53個のアミノ酸)が無くなっている形になっていました。この一部が欠けたSIK3が睡眠と深い関係がある「可能性」があります。船戸教授らはこのSIK3がどのように睡眠に関わるか、より詳しい睡眠のメカニズムを調べることにしました。この後の話はまた次回。学力的に入れるところというのが第一ですよね。その大学の研究活動が活発かどうかも重要な選ぶポ...サイエンスニュース中高生に熱視線?!国内学会の新たな取り組みとは国内のいろんな学会が、中高生に”学会”に興味を持ってもらおうという取り組みを始めています。私の研究室でも1年に1回、高校生に研究室を解放し...サイエンスニュースバイオ戦略2019:約10年ぶりに政府が作った国家戦略とは?令和元年6月11日、政府が約10年ぶりとなるバイオ分野の国家戦略「バイオ戦略2019」を取りまとめました。会員減少の背景は?2019年7月27日の毎日新聞の一面にこんな見出しが載っています。「詳しく知りたい!」...2019なんで眠くなるの?眠気の正体に迫る!線虫、クラゲ、トカゲ、鳥、ネズミ、ヒトがみんなやっているけど、その仕組みはよくわかっていないもの。あとどんな人がいるの?と意外と知らないですよね。教授や学生の他にどんな人がいる...科学のことば【ことば解説】MEMS(メムス)【ことば解説】第二弾です。工学の世界では昔から使われていた言葉ですが、最近生物化学の分野でも聞かれるようになってきた言葉、「MEMS(メム...このラボの管理人えいこ「えいこラボ」へようこそ。えいこラボの管理している研究員のえいこと申します。このラボでは「サイエンスをもっと身近に」をテーマに、科学(特に生命科学を中心に)の研究をわかりやすく解説していきます。科学の世界に興味があるけどよくわからない、大学の研究室って何してるの?という疑問にお答えしていきます!ラボツアーをお楽しみください。