撰文丨王聪皇冠现金体育官方

剪辑丨王多鱼

排版丨水成文

寝息是动物体内由日夜节奏和稳态经过共同调整的一项热切生理行径。在果蝇、小鼠、狗和东说念主类身上接收的遗传学步履已被讲明在揭示调控寝息的基因方面相配灵验。举例，包括在看护意见方面发现的食欲素（也叫作念下丘脑泌素）偏抓受体，以及在调整寝息方面发现的盐带领激酶 3（SIK3）。

由于寝息只可在动物身上进行测量，而无法在分子层面进行，因此该限制的相干东说念主员皆依靠电生理学和遗传学来开启果蝇和小鼠寝息分子及机制的相干。

2024年12月30日，饶毅教会团队在 Cell 子刊Cell Chemical Biology上发表了题为： Calcineurin: An essential regulator of sleep revealed by biochemical, chemical biological, and genetic approaches 的相干论文 。

该相干以对寝息至关热切的激酶的磷酸化位点为靶点，接收生亏蚀学和化学生物学步履，发现盐带领激酶 3（SIK3） 第 469 位苏氨酸被丙氨酸取代（T469A）的小鼠的寝息时辰增多。钙调神经磷酸酶（CaN）在体外和体内均可使 SIK3 的 T469 和 S551 位点去磷酸化，但 T221 位点不受影响。敲除 CaN 的调整亚基PPP3R1，可使小鼠每天的寝息时辰减少跨越 5 小时，这跨越了通盘已知的基因突变对小鼠寝息时辰的改造。

该相干 揭示了钙调神经磷酸酶（CaN） 在寝息中具相要津的生理作用，并始创了生化纯化和化学生物学行为相干寝息的灵验步履。

对寝息机制的相干传统上依赖于电生理学和遗传学。由于只可通过行动不雅察和物理本事来测量通盘这个词动物的寝息，因此莫得通过生化和化学生物学步履来开展寝息相干。

在评估了这些计谋的上风和局限性之后，饶毅团队决定尝试两种步履：一种是接收经典纯化步履的生化步履，另一种是接收化学生物学步履的化学生物学步履。相干团队的首个靶标底物是SIK3，此前筑波大学的柳泽正史团队以及饶毅团队照旧发现其位点特异性磷酸化对寝息调整相配热切。

由于SIK3中特定的磷酸化位点不详指令寝息需求并参与寝息调整，相干团队以该卵白行为底物，通过生亏蚀学步履毅力其调控因子，然后测试这些体外磷酸化的生化调控因子是否也能调控动物的寝息。

卵白质磷酸化在不同的寝息-觉悟关联气象下有所不同。哺乳动物的寝息被以为与 PKA、ERK、AMPK、CaMKIIα、CaMKIIβ、JNK、SIK3、SIK1、SIK2，以及 LKB1 关联。 CaMK2b 基因敲除小鼠每天的寝息时辰减少跨越 2小时，多于其他已知基因突变。

对于哺乳动物寝息中的卵白磷酸酶（PPase），当今仍知之甚少。20 世纪 70 年代发现的一种卵白质Calcineurin（CaN），直到 80 年代才细目其行为磷酸酶的功能。CaN（钙调神经磷酸酶） 是唯独一种由钙离子（Ca2+） 和钙调卵白（CaM）激活的磷酸酶，它是一种二聚体，由催化亚基钙调神经磷酸酶A（PPP3CA、PPP3CB 或 PPP3CC）和调整亚基钙调神经磷酸酶B（PPP3R1 或 PPP3R2）构成。PPP3CA、PPP3CB 和 PPP3R1 在体内多数抒发，而 PPP3CC 和 PPP3R2 在睾丸中证据热切作用。PPP3CA 是大脑中含量最丰富的催化亚基，而 PPP3R1 则是含量最丰富的调整亚基。

在细目 SIK3 中一个特定磷酸化位点：苏氨酸（T）469的热切性后，相干团队开动寻找 SIK3 的卵白磷酸酶（PPase）。固然SIK1和SIK2中丝氨酸（S）551等效位点的缺失导致了与 SIK3 中 S551 位点功能增益疏通的表型，但相干团队发现，Sik1 或 Sik2 基因的缺失并不影响小鼠的寝息。因此，相干团队重心柔软 Sik3 基因。

SIK3 在 T469 和 S551 位点的 PKA 磷酸化增多了 SIK3 与 14-3-3 卵白的相互作用。14-3-3 卵白衔尾扼制 SIK3，而 T469 或 S551 的缺失增多了 SIK3 信号传导。T469 的磷酸化的功能意象未知。

在这项最新相干中，相干团队构建了 SIK3 第 469 位的苏氨酸到丙氨酸突变（T469A），并发现 T469A 小鼠的寝息增多。

咱们接收了两种步履来寻找 SIK3 的 T469 和 S551 位点的卵白磷酸酶（PPase）：一种是经典的生亏蚀学步履，即从东说念主 HEK293T 细胞中纯化 T469 和 S551 的卵白磷酸酶；另一种是化学生物学步履，即在小鼠脑中对与 SIK3 相互作用的卵白质进行光交联。这两种步履皆发现了PPP3CA——钙调神经磷酸酶（CaN）的催化亚基。

体外推行标明，在存在钙离子（Ca2+）、钙调卵白（CaM）和 PPP3R1 的情况下，PPP3CA 不详使磷酸化的 T469 和 S551 去磷酸化。PPP3CA 无法使磷酸化的 T221 位点去磷酸化，而该位点的磷酸化可促进 SIK3 的活性，以辅导寝息需求并促进寝息。

在敲低 PPP3CA、PPP3CB 或 PPP3R1 的 HEK293T 细胞中，Ca 2+ 离子载体带领的 T469 和 S551 位点的去磷酸化受到扼制，但 T221 位点的去磷酸化未受影响。当敲低 PPP3CA 或 PPP3R1 时，T469 和 S551 位点的磷酸化在小鼠脑内增多，而 T221 莫得增多。PPP3CA敲低的小鼠，每天寝息时辰减少了大要3小时，PPP3R1敲低的小鼠，每天寝息时辰减少跨越 5 小时，这跨越了通盘已知基因突变导致的小鼠寝息变化。

通过测量寝息变化的进度，钙调神经磷酸酶（CaN）成为当今发现的最热切的寝息调控因子。相干团队暗示，该相干得手发现了对寝息至关热切的分子，显露了生亏蚀学和化学生物学（以及遗传学）在寝息相干方面的惊东说念主力量。

论文齐集：

https://www.cell.com/cell-chemical-biology/abstract/S2451-9456(24)00513-0