上海新闻较真:熬夜虽不足以改变基因,但带来的基因表达变化也够

上海新闻 2019-05-15117未知admin

  较真要点:

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  近日媒体热议的话题“睡眠不足将改变人体700多个基因”,其实表述有误,改变的不是基因,而是基因表达,这完全是两回事。

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  基因表达控制的是蛋白质的生成,而不是碱基对的组成或排列顺序。基因表达变化,不会把神经细胞变成血细胞,但却可以改变细胞的工作状态,这也是和人体健康水平直接相关的。

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  睡眠不足引起的基因表达涉及昼夜节律(生物钟)、睡眠稳态(睡眠压力债)、代谢过程、炎症免疫过程、应激反应等多个方面。这些基因表达发生的变化又可能带来细胞层面的变化,从而增加肥胖、糖尿病、高脂血症等代谢性疾病的患病风险。

  查证者:陈葵 北京友谊医院神经内科主任医师

  近日,一篇题为《长期睡眠不足将改变基因,持续一周就会导致体内700多个基因发生改变》的网络文章出现在不少人的朋友圈里,也引发了不少人对熬夜的担忧。

  那么,睡眠不足真的会改变基因吗?笔者今日带领大家一探究竟。

  一、确实有研究说明,睡眠不足的确能够影响人体基因的表达

  这篇网络文章引用的研究文献并不新,是2013年发表的,题为《睡眠不足对人类转录组昼夜节律和表达幅度的影响》,来自美国国家科学院(NAS)定期出版的院刊(PNAS)。该刊创刊于1915年,与《自然》和《科学》一样,是世界上最负盛名的基础科学领域的学术杂志之一。[1]

  那么这个研究是怎么做的呢?

  英国萨里大学的学者进行了一项交叉实验,招募了26名健康人参与,并把他们分成了两组。他们平均年龄27.5 ± 4.3岁,以前每夜睡眠时长8.2 ± 1.7小时。上海新闻研究在住院状态下完成,一共分为3个阶段。

  第一阶段所有参与者均完成2天的基线睡眠,每天睡8小时。

  然后进入第二阶段,一组进行7天的强制睡眠不足,每24小时只能睡5.7小时;另一组进行7天的充足睡眠,每24小时能睡8.5小时。

  第三阶段两组再分别进行时长39小时和41小时的强制睡眠剥夺,在此期间,每1小时测定1次他们的褪黑素水平,每3小时抽血检查1次他们的RNA转录情况。在志愿者完成睡眠剥夺以后,再进行12小时的睡眠补偿。

  最后的报告显示有711个基因由于睡眠不足而表达上调或下调。同时睡眠不足还使能够表达昼夜节律的基因的数量从1855个减少到1481个,并降低了这些基因的昼夜节律表达幅度,使能对睡眠剥夺做出反应的基因数量从122个增加到856个。

  受影响的生物学过程还包括染色质修饰、基因表达调控、大分子代谢、炎症、免疫和应激反应。

  因此,睡眠不足确实能够影响人体基因的表达,扰乱其昼夜节律调节,并加剧急性完全睡眠剥夺的影响。

  二、网络红文在引述科学研究时犯了错,把基因表达变化当成了基因突变

  需要大家注意的是,这项研究的结论并没有涉及基因的改变,关注的焦点其实是基因表达。所得的结论是睡眠不足会影响相关基因的表达,而不是改变基因。这是两个不同的概念。

  基因是指带有遗传讯息的DNA片段,是控制生物性状的基本遗传单位。

  基因表达是指基因指导下的蛋白质合成过程,在这一过程中,基因并不会发生改变。基因表达包括转录与翻译过程。

  基因突变是指基因组DNA分子发生突然的、可遗传的变异现象(gene mutation)。从分子水平上看,基因突变是指基因在结构上发生碱基对的组成或排列顺序的改变。

  很难懂对不对?那笔者用比喻的方法说说看。

  基因就好比一张房屋设计图纸,各个功能都已经规划好了。基因表达就是盖房子,要把图纸上的结构和功能变成现实。盖完的房子就是蛋白质,蛋白质是组成生命的基本物质之一。至于施工队,就是RNA(核糖核酸)。

  施工队遵照设计图纸施工,如果没有盖出房子来,那么就意味着基因没有表达,但这不等于图纸不存在;如果房子盖出来了,但是原本规划是客厅的地方被调整成了卧室,就相当于基因表达发生了变化;如果原本只规划了一座房子,结果却盖成了两座或者更多房子,那可以认为发生了基因表达的上调;如果原本规划的两座房子只盖成了一座,那就是发生了基因表达的下调。

  如果在建房过程中,由于各种原因建筑图纸被修改了,就相当于发生了基因突变。

  物理因素,比如辐射;化学因素,比如某些药物;生物因素,比如某种病毒,都有可能成为导致基因突变的原因。那么,按照修改后图纸建成的房子,最后的结构和功能就有可能偏离了原来的设计初衷。

  所以,基因表达和基因突变根本就不是一回事,网络红文在引述科学研究时,使用的语言是错误的,把基因表达变化当成了基因突变。

  三、睡眠不足引发的基因表达变化会增加肥胖、糖尿病、高脂血症等代谢性疾病的患病风险

  那么要怎么理解那个研究结论呢?

  人类有约20000~25000个基因,分布在23对染色体之中。人体内的每个细胞都有这些全套的基因。但每个细胞的形态和功能各有差异,比如大脑中的神经细胞与血液中的白细胞无论从形态还是功能上都有明显的差异:神经细胞形态像是八爪鱼,功能是传递电信号和化学信号,而白细胞形态像是一个含有小球的皮球,功能是抵抗和消灭外来的病菌。

  这些细胞形态和功能上的差异不是因为基因的不同,而是由于它们表达的不同。也就是说,设计师还是同一个——来自父母的遗传信息,图纸也早就画好了——当精子与卵子相遇的那一刻,但施工要求却不相同——细胞的不同分化要求。人体通过复杂的化学路径以及反馈环路打开或关闭某些特定基因的表达,从而构建出不同的细胞形态和功能。

  基因表达的变化,不会改变细胞本身,比如不会把神经细胞变成血细胞,但却可以改变细胞的工作状态,有可能让细胞功能变得更好,也有可能导致细胞癌变,或者引发一连串事件导致各种疾病的增加。

  前述研究从基因表达的角度证实了,睡眠不足不仅能够影响人体的昼夜节律(生物钟)、睡眠稳态(睡眠压力债),还能够影响人体的代谢过程、炎症免疫过程,增加肥胖、糖尿病、高脂血症等代谢性疾病的发生。

  总之,这篇论文是多年前的开创性研究,结果仍能指导现在,通过PUBMED查询,该文已被120篇其他论文引用,同时也有越来越多的证据证实:睡眠不足有害于人体健康。

  那么,今天你能放下手机和工作,早点睡觉,保持不少于6小时的充足睡眠吗?

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