睡眠は 2 つのシステムによって構成されています。 1 つ目は、いわゆる体内時計で、およそ 24 時間の睡眠と覚醒のサイクルで体を動かします。私たちは皆、わずかに異なる概日リズムを持っており、これがなぜ一部の人 (ヒバリ) が早く起き、他の人 (夜更かし) が遅くまで起きているかを説明しています。 2 番目のシステムは睡眠に対する恒常性の維持です。起きている時間が長くなると、より疲れやすくなります。時間生物学者でペンシルベニア大学ハワード・ヒューズ医学研究所の研究員でもあるアミタ・セーガル氏は、人の概日リズムと睡眠への欲求は通常連携しているが、ずれることがあると語った。ひどい睡眠不足になると、何時にても寝たくなります。 （また、睡眠不足に対する人間の反応には遺伝的根拠があるようです。起きてから38時間後、同一のDNAを持って生まれた一卵性双生児は、一卵性双生児よりも反射神経と注意力のテストでより類似した成績を示しました。）
過剰な睡眠パターンを持つ人々が初めて遺伝子研究の焦点となったのは、ユタ大学の神経内科医であるクリス・ジョーンズが、いつも夕方早く寝て真夜中に起きる女性に出会った1990年代のことだった。彼女の孫娘も同様の睡眠パターンを持っており、ジョーンズさんは彼女の習慣が DNA によって説明できるのではないかと懸念した。彼は、UCSF の神経遺伝学者であるルイス・プタチェクと連絡を取り、役割を果たしていると思われる DNA 変異の特定を手伝ってくれました。フーさんは 1997 年にプタセクの研究チームに加わりました。「私は突然変異を見つけるのがとても得意でした」と彼女は私に語った。
DNAが睡眠にどのような影響を与えるかについての初めての研究チームの発見に応じて、何千人もの人々が私たちに連絡をくれました。多くの人は睡眠時間と起床時間は不規則ですが、一晩に数時間安定して眠っていました。フー氏は、非常に少数の人が非常に遅く就寝したと語った。 そして とても早く目が覚めました。興味深いのは、不眠症やその他の睡眠障害に苦しむ人によくある訴えが彼らにはなかったということです。 2009年、フー氏は睡眠時間が短い母と娘を研究した後、覚醒に関連するホルモンであるオレキシンの生成に影響を与えるDEC2と呼ばれる遺伝子の変異に関する論文を発表した。 （オレキシン欠乏症はナルコレプシーの主な原因の1つです。）Fuが同じ変異を持つマウスを交配させたところ、他のマウスよりも睡眠時間が短くなりました。
2009 年以来、Fu らは睡眠ニーズの低下に関連する 5 つの遺伝子における 6 つの変異に関する研究を発表しました。 （フー氏は、さらにいくつかの遺伝子が研究されていると語った。）オズモンドとその姉妹は、脳全体で複数の機能を持つ興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸の受容体に影響を与える遺伝子に変異を持っている。 2019年に父親と息子で別の突然変異が発見された。フー氏のチームがこれをマウスに導入したところ、睡眠不足のマウスによく見られる記憶障害は見られなかった。
ショウジョウバエの睡眠を研究しており、フー氏の研究には関与していないシーガル氏は、これらの遺伝子が特定の睡眠プロセスや脳経路に関連していないようだという事実に興味をそそられた。 「それは特別なことではありません」と彼は言いました。神経生理学者で遺伝学者のメフディ・タフティ氏は、ショートスリーパーの未解決の謎は、睡眠の仕組みについての私たちの無知を浮き彫りにしていると述べた。不規則な睡眠パターンを持つ何百人もの患者を対象に DEC2 変異を検索したところ、何も見つかりませんでした。フー氏は、ショートスリーパーは効率的に眠るためのさまざまな方法を進化させてきたと考えています。シーガル氏は別の説明を提供した。彼らが起きている間は、彼らの体はそれほど大きな損傷を受けていなかった可能性がある。
理論的には、睡眠不足に関連する遺伝子変異と、それらが影響を与えると思われる経路は、私たちの睡眠ニーズを安全に低下させる薬剤の標的を示している可能性があります。オレキシンがナルコレプシーに関連しているという発見は、新たな製薬研究を引き起こし、昨年、実験中のオレキシン阻害薬が臨床試験で不眠症に有望であることが示された。オレキシンを増加させる実験中の薬は、ナルコレプシー患者の長時間覚醒を助ける可能性もあります。しかし、私たちをオズモンドに変える薬を開発するのはさらに困難になるだろう。フーさんは、ショートスリーパーを探してから単一の突然変異に戻ることで、他のより微妙な遺伝的要因を見逃していたと述べた。科学者らが英国バイオバンクの約200万人から採取したサンプルを検査したところ、これらの変異だけでは過剰な睡眠パターンと関連性はなかった。そして睡眠は非常に重要であるため、フー氏は医薬品開発者に慎重に作業を進めるよう求めている。 「最悪なのは、薬を開発して、それがひどい副作用を引き起こすことだ」と彼は言う。 「睡眠時間が短くなると、5年後にアルツハイマー病になります。」
