這種新描述的行為是自發(fā)發(fā)生的，但是可以通過食物的可獲得性，溫度和腔室的大小來調節(jié)。

通常，秀麗隱桿線蟲是在應對壓力，或者長時間游動后會進入睡眠。而在最近的一項研究中，科學家觀察到了另一個睡眠觸發(fā)因素：被限制在微流控設備（Microfluidic Chambers）中。由于此類設備被廣泛用于分析線蟲的不同行為，因此作者警告道，睡眠誘導可能會干擾數(shù)據(jù)解釋。

這一研究發(fā)現(xiàn)公布在11月6日的 Nature Communications雜志上。

圖1.甲線蟲在微流體腔室睡著了

“在這一研究領域中，微流控設備已變得非常普遍，它們是精確環(huán)境控制和神經(jīng)成像的寶貴工具。 。 。但是這項研究強調，利用這種研究工具，極大地影響著這些動物的生理和行為。”加州州立大學的遺傳學家Cheryl Van Buskirk（未參與該項研究）說。

在這項最新研究中，研究人員本來是對置于微流控設備中的線蟲單個細胞進行電測量進行分析的，結果觀察到了這種行為。他們注意到這些動物的肌肉細胞在一段時間內不會顯示任何活動。但是，不運動并不總是等同于睡眠。

“有特定的睡眠標準，所以我們實際上花了大量的時間來測試這些特定標準，”文章作者，萊斯大學Daniel Gonzales說。

研究人員指出，與壓力環(huán)境或間歇性游動引發(fā)的睡眠相比，“在這些微流體裝置中，動物何時入睡以及其睡眠時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)生了巨大變化”。例如，線蟲被放入微流控設備中后7至113分鐘進入睡眠狀態(tài)，而觀察游泳引起的睡眠則需要78至229分鐘。

Van Buskirk說：“微流體誘導的睡眠本身可能實際上并不是一種新型的睡眠，而是增強了動物向先前描述的某種睡眠狀態(tài)過渡的易感性，因此，您可能會認為它可能增強睡眠而不是誘導睡眠。”

研究小組還調查了哪些線索影響了微流控設備的睡眠。他們發(fā)現(xiàn)，例如，食物的獲取很重要，隨著線蟲飽腹感的增加，總睡眠時間減少了。他們還測試了溫度的作用，發(fā)現(xiàn)線蟲在較溫暖的房間里睡得更多，在有缺陷的AFD神經(jīng)元（線蟲的主要溫度傳感器）的突變體中這種作用減弱了。

“我發(fā)現(xiàn)本文最有趣的方面是睡眠與溫度之間的聯(lián)系，研究表明，AFD神經(jīng)元介導了這種作用，”馬普生物物理研究所線蟲睡眠研究員Henrik Bringmann（未參與該項研究）說。

先前的研究表明，熱應激（高于30°C）會誘發(fā)睡眠，但這項實驗卻有所不同，“作者們在18至25之間的溫度下對動物進行了測試。和25°C典型的實驗室條件相比，非熱應激溫度的變化會影響線蟲的睡眠。”

最后，研究人員通過修改微流體設備的大小來測試限制的作用。他們發(fā)現(xiàn)，在50?m寬的試驗箱中，線蟲的總睡眠比在500?m寬的試驗箱中的睡眠增加了近四倍。

作者認為，研究微流體線蟲行為的科學家“需要以某種方式控制睡眠”。了解導致室內睡眠的因素可以使研究人員更好地設計此類實驗。

“我認為（這項工作）對于該領域很重要，因為它再次強調了睡眠受許多外部線索的控制，這意味著我們必須非常仔細地設計實驗并控制實驗條件，以便獲得可重復的結果”，Bringmann同意。

原文標題：

D.L. Gonzales et al., “A microfluidic-induced C. elegans sleep state,” Nature Communications, 10:5035, 2019.

英文介紹：

https://www.the-scientist.com/news-opinion/microfluidic-chambers-trigger-sleep-in-c--elegans--66754