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寝ても寝ても眠いマウスの脳内メカニズム 〜単一遺伝子の単一アミノ酸が、1 日の睡眠時間と睡眠要求量・眠気を制御する~

2018/09/25

筑波大学国際統合睡眠医科学研究機構(WPI-IIIS)の本多隆利(研究当時、大学院生/日本学術振興会特別研究員DC1)、船戸弘正客員教授、柳沢正史機構長/教授らの研究グループは、遺伝子組換えマウスを用いた睡眠解析により、1日の睡眠時間と睡眠要求量(眠気)をコントロールする上で欠かせない単一遺伝子の単一アミノ酸を同定しました。このアミノ酸は線虫、ショウジョウバエ、マウス、ヒトまで進化的に広く保存されており、生物種を超えて睡眠・覚醒制御の中核を担うことが示唆されます。

本研究で樹立された過眠症モデルマウスが示す睡眠様態は、長時間の睡眠時間を確保しているにも関わらず、日中の眠気が軽減されない「特発性過眠症」の病態に共通しており、これら未だ原因不明の睡眠障害の分子メカニズムの理解に貢献できると期待されます。

図 正常な睡眠/覚醒の制御には SIK3 のアミノ酸 S551 を介したリン酸化シグナル伝達が不可欠。
S551A・S551D・Sleepy(S551 を含むエクソン 13 欠損型)の3系統の変異型 SIK3 タンパク質では、リン酸化酵素PKA からの認識が減弱し、標的タンパク質の細胞内局在を司る 14-3-3 タンパク質との結合が失われる。その結果、SIK3 の基質特異性や細胞内局在が変化し、過眠の表現型に至ると示唆される。SIK3のS551が1日の睡眠量や睡眠要求量(眠気)を規定する上で重要な役割を担っている。

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