经过十年的搜索，加州大学旧金山分校的科学家们确定了唯一一个促进“自然短暂睡眠”的人类基因 - 终身，夜间睡眠，持续时间只有四到六个小时但让人感觉完全休息 - 发现了第二个。

“在我们确定第一个短睡眠基因之前，人们确实没有考虑遗传方面的睡眠持续时间，”神学教授，加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所成员傅英辉博士说。Fu领导了发现两种短睡眠基因的研究小组，最新的基因在2019年8月28日发表在Neuron杂志上的论文中有所描述。

据傅说，许多科学家曾经认为某些睡眠行为无法通过基因研究。“使用人类遗传工具很难研究睡眠，因为人们使用警报，咖啡和药丸来改变他们的自然睡眠周期，”她说。这种思维方式使这些睡眠破坏者难以让研究人员区分自然睡眠时间不足6小时的人和仅使用人工兴奋剂的人。

直到2009年，自然短睡眠仍然是一个谜，当时Fu的团队进行的一项研究发现，遗传了一种名为DEC2的基因中特定突变的人平均每晚睡眠时间仅为6.25小时;缺乏突变的研究参与者平均8.06小时。这一发现提供了第一个确凿的证据，即自然短暂睡眠至少在某些情况下是遗传性的。但这种突变很少见，所以虽然它有助于解释一些自然的短睡眠者，但它无法解释所有这些。

“睡眠很复杂，”加州大学旧金山分校的路易斯·帕塔克，医学博士，John C. Coleman神经退行性疾病杰出教授和新研究的共同资深作者说。“我们认为只有一个基因或一个大脑区域告诉我们的身体睡觉或醒来。”Ptáček和Fu认为，必须有其他尚未被发现的短暂睡眠原因。

正如新的研究所描述的那样，当研究人员确定一个包含三代连续天然短睡眠者的家庭时，取得了突破，其中没有一个人携带DEC2突变。研究人员使用基因测序和一种称为连锁分析的技术，帮助科学家确定与特定性状相关的突变的确切染色体位置，以梳理家族的基因组。他们的努力揭示了一个名为ADRB1的基因中的单字母突变，就像DEC2中的突变一样，它与自然的短暂睡眠有关。

急切地想要了解新发现的突变如何导致短暂的睡眠，研究人员在实验室培养的细胞和小鼠中进行了一系列实验，这些小鼠经过基因工程改造，在小鼠版本的ADRB1中具有相同的突变。

基于细胞的实验表明，β-1肾上腺素能受体的突变形式 - 由ADRB1基因编码的蛋白质，在多种基本生物过程中发挥作用 - 比非突变体版本更快地降解，表明它也可能有不同的功能。

在小鼠实验中证实了这种预感。研究人员发现，ADRB1基因在背脑中高度表达，脑干是一个参与调节睡眠的脑干区域。使用一种称为光遗传学的技术，其中细胞被修饰以便它们可以被光激活，研究人员将光线聚焦在脑桥中的神经元上，以刺激那些表达ADRB1的细胞。触发这些神经元立即唤醒睡眠小鼠 - 特别是那些正在经历非快速眼动睡眠的小鼠，这些神经元通常不活跃的睡眠阶段 - 证明这些神经元促进觉醒。

另外的实验表明，具有突变形式的ADRB1的脑桥中的清醒促进神经元更容易被激活。此外，在具有ADRB1突变的小鼠中，促进觉醒和促进睡眠的神经元的比例严重偏向前者。这些实验表明，ADRB1的突变形式促进了自然的短暂睡眠，因为它有助于建立更容易引起并且保持清醒更长时间的大脑。