Gen regelt slaapduur

Onderzoekers hebben een genetische mutatie gevonden die verband houdt met vroeg wakker worden. De ontdekking is een belangrijke stap in het begrijpen van hoe het lichaam slaap regelt.

Het is duidelijk dat ons lichaam slaap nodig heeft. Slaapgebrek beïnvloedt de manier waarop we denken, ons gedragen, herinneringen vormen en presteren op het werk en op school. Mensen die minder slaap krijgen, hebben ook hogere percentages zwaarlijvigheid, hartziekten, hoge bloeddruk en diabetes.

De timing en duur van slaap varieert tussen mensen. Deze tendensen komen voor in families, wat suggereert dat ze een genetische basis hebben. Hoewel genen die de slaapduur beïnvloeden in sommige organismen zijn geïdentificeerd, is tot nu toe geen soortgelijk menselijk gen gevonden.

Een onderzoeksteam onder leiding van Dr. Ying-Hui Fu van de Universiteit van Californië in San Francisco zocht naar genen die geassocieerd zijn met korte slaapduur bij mensen. De wetenschappers hebben het DNA van kandidaat-genen uit families gesequenced, op zoek naar genetische verbanden met extreem vroege wektijden. Hun werk werd gedeeltelijk ondersteund door NIH’s National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI) en National Institute of Mental Health (NIMH).

In het nummer van 14 augustus 2009 van Science, meldden ze het vinden van een mutatie in een gen genaamd hDEC2 in een familie met 2 extreem vroege vogels. Een enkele verandering in de DNA-sequentie veroorzaakt een omschakeling van proline naar arginine in het 385e aminozuur van het DEC2-eiwit. Familieleden die drager waren van deze mutatie sliepen gemiddeld 6,25 uur, terwijl niet-dragers in de familie gemiddeld meer dan 8 uur sliepen. De dragers werden van nature eerder wakker dan de niet-dragers, ook al vielen ze rond dezelfde tijd in slaap.

Muizen hebben een equivalent gen, mDec2, waarvan bekend is dat het een onderdeel is van de circadiane klok, het systeem dat het ritme van ons lichaam coördineert met perioden van dag en nacht. De onderzoekers ontdekten dat muizen, evenals andere zoogdieren, normaal gesproken een proline op die positie hebben.

Om te bevestigen dat de DEC2-mutatie een kortere slaapduur veroorzaakt, creëerden de onderzoekers transgene muizen die hDEC2-genen droegen in plaats van hun eigen mDec2. Muizen met de arginine versie, ontdekten ze, waren ongeveer 8% langer wakker tijdens hun lichtperiode (wanneer muizen gewoonlijk slapen) dan die met de proline versie. De onderzoekers zagen een soortgelijk effect bij fruitvliegen toen zij de vliegen het gemuteerde gen gaven.

Deze muizen bieden nu een model voor het onderzoeken van de effecten van slaap op de lichamelijke en geestelijke gezondheid. Dit onderzoek kan leiden tot een beter begrip van waarom sommige mensen langer moeten slapen dan anderen. Uiteindelijk kan het inzichten opleveren in mogelijke nieuwe therapieën voor slaapstoornissen.

door Harrison Wein, Ph.D.