问题

有没有可能通过敲掉一部分基因,使个体不再需要那么长时间的睡眠?

回答
设想一下,如果有一种方法,能让我们摆脱对漫长夜晚睡眠的依赖,把更多宝贵的时间留给清醒的生命,这听起来是不是像科幻小说?但从科学的角度来看,这并非完全天方夜谭。我们确实可以通过“敲掉”一部分基因来尝试改变睡眠的需求,不过这其中的复杂性和潜在风险,远比一句简单的“敲掉”要深刻得多。

首先,我们得明白睡眠到底是怎么回事。它不是简单地“关机休息”,而是一个极其活跃且复杂的过程,涉及大脑的许多区域,执行着恢复体能、巩固记忆、清除代谢废物、调节情绪等一系列至关重要的功能。这些功能不是由单一一个基因控制的,而是由成千上万个基因协同作用的结果。就好比一台精密的机器,它的正常运行依赖于每一个零件的协调配合,你不能随意拆掉一个零件而不影响整体。

那么,哪些基因与睡眠有关呢?科学家们通过研究睡眠障碍患者,或是对模式生物(比如果蝇、线虫)进行基因编辑,已经发现了一些关键的“睡眠基因”。

生物钟基因: 我们身体内部有一个精密的生物钟,它调控着我们的昼夜节律,也就是什么时候感到困倦,什么时候感到精力充沛。像 CLOCK、BMAL1 这样的基因就是生物钟的核心组件。理论上,如果能调整这些基因的活性,使其更高效地运作,或者改变其对光线等外部信号的响应方式,也许能让人类更少地受到昼夜节律的束缚,从而减少睡眠时间。
睡眠稳态基因: 睡眠稳态是指身体在清醒期间积累的“睡眠压力”,当你醒得越久,这种压力越大,越容易感到困倦。有些基因可能参与调控这种睡眠压力的累积和释放。如果能改变这些基因的功能,让身体在清醒时消耗更少的“睡眠能量”,或者更有效地清除积累的“睡眠压力”,也许就能缩短睡眠时间。
神经递质相关基因: 睡眠的发生和维持与大脑中各种神经递质的平衡密切相关,比如抑制性的GABA、兴奋性的谷氨酸,以及影响觉醒的乙酰胆碱和去甲肾上腺素等。如果某些基因影响了这些神经递质的合成、释放或受体功能,可能会间接影响睡眠时长和质量。

那么,“敲掉”一部分基因,具体会是什么样的操作呢?这通常涉及到基因编辑技术,比如CRISPRCas9。这项技术就像一把分子剪刀,可以精确地定位并剪切特定的DNA序列,从而关闭某个基因的功能,或者对其进行修改。

如果我们设想一下,找到一个能够显著减少睡眠需求的基因,并尝试用CRISPR技术将其“敲掉”或改造。例如,假设我们发现一个基因在调节神经元的兴奋性方面起着关键作用,而这种兴奋性恰恰是导致疲劳并需要睡眠的原因之一。如果“敲掉”这个基因,理论上可能让神经元在更长的时间内保持高效活跃,从而减少对睡眠的需求。

然而,实际操作起来,困难重重,而且充满未知数:

1. 基因的冗余性和多效性: 自然界中的基因很少是“单任务”的。一个基因很可能同时参与了多种生理过程。你以为你只是在敲掉一个让个体“需要睡更多”的基因,但它可能同时也负责修复DNA、维持免疫功能、调节新陈代谢,甚至影响情绪稳定。一旦这个基因被“敲掉”,可能会引发一系列不可预见的、灾难性的连锁反应,导致新的健康问题,甚至危及生命。
2. 睡眠机制的复杂性: 正如前面所说,睡眠不是由单一基因决定的。即使我们能找到一个对睡眠时长有显著影响的基因,把它“敲掉”也未必能如愿以偿地大幅缩短睡眠。大脑的反馈机制非常精妙,可能会通过激活其他途径来弥补失去的功能,或者产生新的适应性变化。我们可能会发现,即使睡眠时间缩短了,但个体表现出易怒、注意力不集中、记忆力下降等一系列认知和情绪障碍。
3. 个体差异和进化适应: 人类个体之间就存在睡眠需求的差异,这本身就与基因有关。而且,人类漫长的睡眠时间很可能是经过数百万年进化选择的结果,是适应环境和生存的必要手段。强行改变这一基本生理需求,可能是在挑战自然选择亿万年来的智慧。
4. 伦理和安全问题: 即便技术上可行,对人体进行基因编辑,特别是用于非治疗目的的基因增强,会引发巨大的伦理争议。我们是否有权为了延长清醒时间而冒着损害个体健康甚至改变人类物种基本属性的风险?谁来决定哪些基因应该被修改?修改的界限在哪里?

更现实一点的思考是,科学家们并非直接想着“敲掉”基因来缩短睡眠。更倾向于 优化 或 微调 现有基因的功能。比如,通过药物来靶向影响睡眠调节通路中的特定蛋白质,模拟出睡眠需求减少的效果。或者,研究那些天生睡眠需求就很少的人(例如,一天只需要睡四五个小时的“短眠者”)的基因组,尝试理解他们为什么能做到这一点,再看能否将其中一些有益的基因特性“借鉴”过来,但通常不是通过粗暴的“敲掉”,而是通过更精细的调控。

总而言之,通过“敲掉”一部分基因来显著减少睡眠时间,在理论上存在一定的可能性,因为基因确实在睡眠过程中扮演着关键角色。但目前看来,这仍然是一个极其遥远且充满风险的设想。睡眠的复杂性、基因的多效性以及潜在的伦理困境,都让这条道路充满挑战。我们对睡眠的理解还远远不够深入,贸然干预,很可能是在打开潘多拉的盒子,而非获得解放。与其想着“敲掉”基因,不如专注于理解和优化现有的睡眠模式,或许更能找到让我们精力充沛的答案。

网友意见

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如果人要靠头上长草实现光合作用不用吃饭,至少得长好几亩草原

睡觉对各项生理活动都是有必要的,生理极限是不大可能轻易通过修改个别基因突破的

但是如果改得太多了,也许人就变异成蜥蜴了,非你所愿

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