近日，歐洲研究員發(fā)現(xiàn)一種控制人類睡眠生物鐘的關(guān)鍵激素，褪黑素，褪黑素又被成為松果體，他不僅能控制人類睡眠也是海洋中的浮游生物遷移的重要能量來源，這一重大發(fā)現(xiàn)在著名雜志《細(xì)胞》種被刊登。因此褪黑素還獲得了一個(gè)極富吸引力的外號(hào)“黑暗荷爾蒙”，褪黑素在不斷維持人們睡眠生物鐘的同時(shí)，還防止了因外界因素而改變生物鐘的時(shí)差反應(yīng)反應(yīng)等，同理海洋浮游生物就是利用褪黑素的特點(diǎn)幫助自己從大海淺灘游到大海深處，這一研究發(fā)現(xiàn)證明了褪黑素控制了生命進(jìn)化的晝夜節(jié)律，讓人們對睡眠的認(rèn)知又更近一層。
褪黑素是脊椎動(dòng)物日?；顒?dòng)的關(guān)鍵調(diào)控子。實(shí)際上，幾乎所有動(dòng)物都具有褪黑素。不過，人們并不了解這種激素在非脊椎動(dòng)物中起到了什么作用，也不清楚褪黑素是如何演化出睡眠促進(jìn)功能的。
為了回答這些問題，EMBL 的Detlev Arendt領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)對海生沙蠶Platynereis dumerilii進(jìn)行了研究。這種動(dòng)物的幼蟲參與了地球上最大規(guī)模的遷徙，海洋浮游生物每天的垂直移動(dòng)。每天，幼蟲在纖毛的幫助下向海水表層移動(dòng)，大約在傍晚時(shí)分到達(dá)表層，晚上再返回較深的地方。這種運(yùn)動(dòng)模式能夠保護(hù)它們不受白天UV高峰期的損害。
“我們發(fā)現(xiàn)，這些幼蟲的大腦中存在一群感光的多功能細(xì)胞。這些細(xì)胞有生物鐘，能在夜間生產(chǎn)褪黑素，”Arendt說?！拔覀冋J(rèn)為，褪黑素是這些細(xì)胞發(fā)送的信號(hào)，調(diào)控其他神經(jīng)元的夜間活性，并最終驅(qū)動(dòng)晝夜節(jié)律性行為?！?/p>
研究人員鑒定了能夠應(yīng)答褪黑素的一類運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。他們在幼蟲大腦中分析了這些神經(jīng)元的活性，結(jié)果顯示它們的活性在一天中會(huì)發(fā)生劇烈的改變。夜間的褪黑素生產(chǎn)使運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)生改變，導(dǎo)致幼蟲纖毛的搏動(dòng)出現(xiàn)較長間歇，這些間歇使幼蟲慢慢下沉。白天褪黑素的生產(chǎn)停止，纖毛的停頓減少，使幼蟲能夠向上游動(dòng)。
“白天用褪黑素處理幼蟲，會(huì)使它們表現(xiàn)出夜間的行為，”Tosches說。
這項(xiàng)研究表明，幼蟲感光的褪黑素生產(chǎn)細(xì)胞，是它們每天上下游動(dòng)的核心。這也意味著，控制我們睡眠節(jié)律的細(xì)胞可能來自于數(shù)億年前的海洋，是應(yīng)對太陽照射壓力的結(jié)果。
