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美国科学家在《自然》杂志上发表研究报告称，他们发现果蝇中一个名为“沙克尔”（Shaker）的基因发生变异会导致其睡眠时间显著减少。由于果蝇的基因构成和睡眠特征与人类相似，这一发现为研究人类睡眠问题提供了重要线索。

来自美国威斯康星大学的研究团队对果蝇的1.4万多个基因进行了系统筛查，发现“沙克尔”基因突变后，果蝇的睡眠时间至少减少三分之一。正常果蝇每天睡眠10到12小时，而突变果蝇仅需3到4小时。实验表明，睡眠减少并未立即影响突变果蝇的认知能力：在24小时无休息的情况下，它们对袭击的躲避反应与正常果蝇相当，而正常果蝇的反应则明显变慢。然而，突变果蝇的寿命比普通果蝇缩短了三分之一。

进一步研究发现，“沙克尔”基因编码一种钾离子通道蛋白，该蛋白调控钾离子进入神经细胞。基因突变导致钾离子无法正常进入细胞，从而改变了神经元的兴奋性，这可能是睡眠减少的直接原因。果蝇的睡眠特征，如睡眠不足导致反应迟钝，与人类高度相似，且人体内也存在同源基因。因此，该研究有助于理解人类睡眠的分子机制，并为开发治疗失眠等睡眠障碍的药物提供新靶点。

华盛顿大学医学院的精神病学助理教授Chiara Cirelli指出，未来可以设计化合物来调节人脑神经元中的钾离子通道，从而帮助失眠患者延长睡眠时间。遗传学教授Barry Ganetsky补充说，大多数人每天需要7到8小时睡眠，但少数人仅睡3到4小时就能保持正常认知，研究重点在于揭示基因如何控制睡眠并加以利用。

研究团队在四年间对9000只果蝇进行了实验，发现睡眠减少的果蝇寿命缩短，但认知能力未受影响。值得注意的是，这些果蝇苏醒时腿部颤抖，这一现象引导科学家发现了相关基因。颤抖可能是一种唤醒机制，人类也有类似特征。基因分析显示，突变发生在编码钾离子通道的基因上，导致细胞膜间化学物质传输紊乱，碳酸氢钾无法正常转运。

早期研究已证实果蝇与哺乳动物在睡眠过程中有相似特点：果蝇睡眠时安静，每天睡眠6至12小时，对外界刺激反应减弱，睡眠被打乱后后续睡眠时间会延长。咖啡因对人和果蝇均有减少睡眠的作用，且睡眠-苏醒周期中细胞内化学变化相似。睡眠是一个复杂的生理过程，涉及多个基因的相互作用，而“沙克尔”基因属于关键调控基因，通过改变神经元兴奋性影响睡眠。