Defektes Gen raubt Fliegen den Schlaf

Unabhängig von der inneren Uhr wacht ein erst jetzt entdecktes Gen über die Schlafdauer
New York (USA) - Die innere Uhr steuert alle tagesrhythmischen Prozesse eines Lebewesens. Doch bei Taufliegen haben amerikanische Forscher jetzt ein Gen entdeckt, das unabhängig von dieser Rhythmik die Schlafdauer kontrolliert. Ist das Gen defekt, sinkt die Schlafzeit auf ein Drittel, berichten die Biologen im Fachblatt „Neuron“. Die normale Aktivität des intakten Gens löst Reaktionen aus, die wahrscheinlich nicht nur bei Fliegen für einen natürlichen Schlaf-Wach-Rhythmus wichtig sind.

„Diese Ergebnisse könnten nützlich sein, um Schlafstörungen zu verstehen und zu behandeln“, sagt Nicholas Stavropoulos von der Rockefeller University in New York. Zusammen mit Michael Young ist es ihm gelungen, Drosophila-Fliegen zu identifizieren, die aufgrund einer Mutation ein gestörtes Schlafverhalten zeigten. Der Defekt im Gen „insomniac” verringerte die tägliche Gesamtschlafdauer von 15,5 auf 5,3 Stunden. Außerdem wurden die Schlafperioden bei diesen Tieren häufiger durch Wachzeiten unterbrochen. Trotz dieser schweren Schlafstörung war der Ablauf anderer, von der inneren Uhr gesteuerten Tagesrhythmen normal. Weitere Experimente zeigten, dass das intakte „insomniac”-Gen in den Nervenzellen wirksam sein muss, um den Schlaf zu regulieren. Es steuert die Produktion eines Proteins, das am Abbau anderer Proteine der Zelle beteiligt ist. Damit haben die Forscher einen bisher unbekannten Mechanismus entdeckt, der zusätzlich zur inneren Uhr den Schlafzustand regelt.

War das Gen in allen Körperzellen einer Fliege mutiert, verkürzte sich die Lebenszeit um ein Drittel. Blieb aber der Gendefekt auf die Nervenzellen beschränkt, lebten die Fliegen trotz Schlafdefizits genauso lange wie normale Tiere. Bisher dachte man, dass genetisch bedingter Schlafentzug immer mit einer verkürzten Lebenszeit gekoppelt ist. Die neuen Erkenntnisse können daher helfen, die Beziehung zwischen Schlaf und Langlebigkeit genauer zu untersuchen. Die Regulation der Schlafdauer habe sich schon sehr früh in der Evolution entwickelt, so dass die daran beteiligten Gene in ähnlicher Form auch bei anderen Tierarten zu finden sind, schreiben die Forscher. Sie vermuten, dass der bei den Fliegen ablaufende Regelmechanismus auch beim Menschen eine wichtige Rolle spielen könnte.

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Quelle: „insomniac and Cullin-3 Regulate Sleep and Wakefulness in Drosophila”, Nicholas Stavropoulos and Michael W. Young, Neuron, DOI: 10.1016/j.neuron.2011.12.003


 

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