Slaapstoornissen verklaard: de cruciale rol van een onbekend eiwit
Een gen dat verband houdt met een zeldzame vorm van verstandelijke beperking blijkt ook een cruciale rol te spelen in de regulering van slaap. Hoe dat werkt, is nu voor het eerst in detail ontrafeld. Weliswaar in fruitvliegjes, maar wel met bredere implicaties.
Slaap is biologisch complex. Het wordt niet geregeld door één schakelaar, maar door een samenspel van genen, eiwitten en ritmes. Een van de sleutelspelers is het PERIOD-eiwit, een kern-onderdeel van de biologische klok die dag-nachtritmes aanhoudt in vrijwel alle cellen van het lichaam. Wanneer PERIOD niet goed wordt aangemaakt of afgebroken, raakt de klok verstoord. En daarmee ook je slaap.
Mettl5: een gen dat twee processen tegelijk regelt
Het gen Mettl5 was al gelinkt aan een zeldzame erfelijke vorm van verstandelijke beperking. Mensen met mutaties in dit gen hebben cognitieve beperkingen en velen kampen ook met ernstige slaapstoornissen. Waarom precies was altijd onduidelijk. Nieuw onderzoek in fruitvliegjes, het standaard modelorganisme voor genetisch onderzoek, laat nu zien dat Mettl5 een dubbelrol vervult. Het reguleert zowel de aanmaak als de afbraak van het PERIOD-eiwit in neuronen.
Dat is opmerkelijk. Aanmaak en afbraak zijn normaal gesproken tegengestelde processen die door verschillende moleculaire systemen worden aangestuurd. Een gen dat beide coördineert, fungeert als een soort schakelaar die de amplitude van de biologische klok instelt: hoe hoog de piek is en hoe diep het dal. Verlies van Mettl5-functie gooit die balans uit evenwicht. Gevolg: verstoorde slaappatronen. Herstelexperimenten waarbij Mettl5 alleen in neuronen werd teruggeplaatst, waren voldoende om de slaapproblemen grotendeels op te heffen. Dit is een aanwijzing dat het effect primair in het zenuwstelsel zit, niet in andere weefsels.
Voorzichtig maar relevant
Fruitvliegjes zijn geen mensen, en de vertaalslag vraagt voorzichtigheid. Maar de biologische klok is evolutionair opmerkelijk geconserveerd: de basismechanismen die slaap-waakritmes aansturen, zijn bij mensen en vliegen voor een groot deel hetzelfde. Dat maakt bevindingen uit Drosophila onderzoek zeer relevant.
Voor longevity is de koppeling naar slaap en circadiane ritmes significant: slaapkwaliteit is een van de sterkste voorspellers van gezondheid op lange termijn. Chronische slaapverstoring verhoogt het risico op neurodegeneratie, metabool syndroom, cardiovasculaire ziekte en vroege sterfte. Beter begrijpen welke moleculaire schakelaars slaap aansturen en hoe mutaties die schakelaars verstoren opent mogelijk nieuwe paden voor mensen met neurologische aandoeningen. Of dat ook vertaalbaar is naar behandelingen, en voor wie, is nu nog onduidelijk.