睡眠是动物普遍且重要的行为。在诸如哺乳动物和鸟类的高级脊椎动物中，睡眠分为两个阶段，即快速眼动(REM)睡眠和非REM睡眠。在REM睡眠期间，我们的大脑与清醒期间一样活跃，并且据认为该阶段在记忆巩固中起作用。尽管我们对睡眠背后的神经机制的了解已逐步发展，但调节REM睡眠的基本分子因素仍然未知。但是，现在，由RIKEN BDR和东京大学的上田弘树(Hiroki Ueda)领导的研究小组已经确定了两个与调节REM睡眠有关的必需基因。当在小鼠模型中敲除两个基因时，REM睡眠的数量急剧下降至几乎不可检测的水平。这项研究于8月28日由Cell Reports发表。

过去的几项研究表明，乙酰胆碱(最早发现的神经递质)及其受体对于调节REM睡眠很重要。REM睡眠和清醒期间，乙酰胆碱在哺乳动物大脑的某些部位大量释放。然而，由于潜在的神经网络的复杂性，尚不清楚哪种受体直接参与REM睡眠的调节。

在这项研究中，研究人员使用了最先进的遗传工具来修饰小鼠基因，并进行基因筛查以发现其抑制作用会导致睡眠异常。在敲除许多编码各种乙酰胆碱受体的基因后，他们发现丢失了两个受体Chrm1和Chrm3导致了特征性的短暂睡眠。这两种受体广泛分布在不同的大脑区域。敲除Chrm1会减少和分散REM睡眠，而敲除Chrm3会减少非REM睡眠的时间。当两个基因都被敲除时，小鼠几乎完全无法经历REM睡眠，但是仍然存活。

“尽管REM睡眠几乎完全丧失，小鼠仍然可以存活的令人惊讶的发现将使我们能够严格验证REM睡眠是否在诸如学习和记忆的基本生物学功能中起着至关重要的作用。” Yasutaka Niwa说，他是该论文的第一作者。文章。

这些发现强烈表明，这两种受体对于睡眠调节，特别是REM睡眠至关重要，并且以不同的方式起作用。“ Chrm1和Chrm3在REM睡眠中起关键作用的发现为研究其潜在的细胞和分子机制开辟了道路，最终将使我们能够定义REM睡眠的状态，自其最初的报道以来，这一直是矛盾而神秘的，”上田说。