目前的睡眠 - 覺(jué)醒周期理論表明,，醒來(lái)可以編碼記憶,，而睡眠鞏固了記憶并恢復(fù)了突觸穩(wěn)態(tài)。研究人員懷疑在所有大腦區(qū)域應(yīng)該都能看到嗜睡的分子底物,，且應(yīng)該在醒來(lái)時(shí)逐漸積累,，并在睡眠中消散。他們最近發(fā)表在《Nature》上的研究結(jié)果顯示,，蛋白磷酸化可能是關(guān)鍵,。

在正常功能期間，可以通過(guò)可逆地添加化學(xué)磷?；鶃?lái)修飾細(xì)胞蛋白質(zhì),，這被稱為磷酸化。研究人員使用技術(shù)來(lái)分析哪些蛋白質(zhì)被磷酸化,，哪些不是,。這使他們能夠鑒定和量化睡眠剝奪小鼠中的大范圍腦蛋白的磷酸化，以及具有單一點(diǎn)突變的小鼠Sleepy,，這增加了睡眠時(shí)間和睡眠需求,。

 睡眠剝奪小鼠和睡眠突變小鼠的睡眠變化比較

“蛋白質(zhì)功能可以通過(guò)位點(diǎn)特異性磷酸化開(kāi)啟或關(guān)閉，或者通過(guò)多個(gè)位點(diǎn)的累積磷酸化來(lái)調(diào)節(jié),，”該研究第一作者王志強(qiáng)說(shuō),。 “所以磷酸化模式似乎能揭示支撐睡眠需求的過(guò)程。”

免疫化學(xué)和質(zhì)譜結(jié)果顯示,，在Sleepy突變小鼠和正常睡眠剝奪小鼠的整個(gè)腦中的蛋白質(zhì)磷酸化數(shù)目增加,。重要的是，蛋白質(zhì)的豐度沒(méi)有改變,，研究人員發(fā)現(xiàn)Sleepy突變小鼠大腦中磷酸化增加的模式模擬了睡眠剝奪小鼠大腦的模式,。他們還發(fā)現(xiàn)全腦磷酸化蛋白質(zhì)組中磷酸化事件數(shù)量的劑量依賴性增加，其跟蹤的睡眠需求也增加,。

通過(guò)分析磷酸化變化的數(shù)量，研究人員確定了80種當(dāng)小鼠昏昏欲睡時(shí)被高度磷酸化的蛋白質(zhì),，他們稱之為睡眠需要指數(shù)磷酸化蛋白（SNIPPs）,。 SNIPP的磷酸狀態(tài)隨著睡眠需要而改變。重要的是,，所鑒定的SNIPP主要是突觸蛋白,。

“通過(guò)比較睡眠剝奪小鼠和嗜睡突變小鼠，我們能夠過(guò)濾出長(zhǎng)時(shí)間的清醒,、長(zhǎng)時(shí)間的睡眠和壓力的影響,，”該研究的通訊作者M(jìn)asashi Yanagisawa說(shuō)。 “我們的研究結(jié)果表明SNIPP的磷酸化/去磷酸化循環(huán)可能是大腦調(diào)節(jié)睡眠 - 覺(jué)醒穩(wěn)態(tài)的主要方式,。”

該研究提供的證據(jù)表明,，長(zhǎng)時(shí)間覺(jué)醒會(huì)導(dǎo)致過(guò)度磷酸化,，而睡眠促進(jìn)腦蛋白質(zhì)組的全組去磷酸化?？紤]到睡眠 - 覺(jué)醒周期影響認(rèn)知,，這項(xiàng)研究可以幫助理解睡眠 - 覺(jué)醒模式以獲得最佳的大腦功能，從而保持智商持續(xù)在線,。