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Schlafes Molekül

roenneberg Professor Dr. Till Roenneberg
vom Zentrum für Chronobiologie

Schlaf ist unerlässlich, um zu überleben – und die Schlafdauer ein wesentliches Element unseres nächtlichen Daseins. Dass sie individuell variiert, wissen viele. Dass äußere Faktoren diese Variation beeinflussen, ebenfalls. Dazu zählen die Jahreszeiten, der geografische Breitengrad sowie Alter und Geschlecht. Und dann ist da noch das individuelle genetische Make-Up in unseren Zellen. „Vermutlich mehrere dutzend Gene wirken auf die Schlafdauer ein“, sagt Prof. Till Roenneberg vom Zentrum für Chronobiologie an der Ludwig-Maximilians-Universität. Eines dieser Gene hat ein internationales Forscherteam um den Wissenschaftler identifiziert. Es heißt „ABCC9“, und unter anderem seine Varianten machen manche Zeitgenossen zu Kurz- und manche zu Langschläfern.

Die Schlafdauer beeinflusst den Stoffwechsel.

Wie lange ein Mensch schläft hat interessanterweise nichts damit zu tun, ob er früh oder spät aufsteht. Letzteres ist Ausdruck der inneren Uhr, die etwa bestimmte Verhaltensweisen zyklisch ablaufen lässt. Dass die von der Gesellschaft diktierten Zeitvorgaben wie der frühe Schulbeginn den eigentlichen Schlafmustern des Einzelnen oft nicht entsprechen, kann zu einem „sozialen Jetlag“ führen. Er ähnelt jenem Jetlag, den wir bei Flügen über die Zeitzonen erleben und „wirkt sich vermutlich auf Stoffwechsel und Gesundheit aus“, sagt Roenneberg. Ungeachtet dessen gibt es unter den Frühaufstehern, den „Lerchen“ genauso viele Kurz- und Langschläfer wie unter Spätaufstehern, den „Eulen“. Das ABBC9 Gen beeinflusst ausschließlich die Schlafdauer und nicht den Schlafzeitpunkt.

In ihrer Studie befragten die Forscher zunächst gut 4.500 Menschen aus sieben europäischen Ländern - von Estland im Norden bis Italien im Süden - nach ihren Schlafgewohnheiten. Aus diesen Angaben wurden sowohl der Schlafzeitpunkt als auch die Schlafdauer berechnet. Mit einem Verfahren der Genetik, der so genannten genomweiten Assoziations-Analyse, untersuchten die Wissenschaftler anschließend hunderttausende variable Positionen im Erbgut der Probanden. Die Absicht: Gene und deren Varianten einzukreisen, die speziell mit der Schlafdauer assoziiert sein könnten. Eine Sisyphus-Arbeit. "Doch wir hatten Glück", sagt Prof. Roenneberg. Es stellte sich heraus: Leute, die in ihrem Erbgut zwei Kopien einer bestimmten Version des Gens ABCC9 besitzen, schlafen im wöchentlichen Durchschnitt um fünf Prozent kürzer als Menschen mit zwei Kopien einer anderen Variante. Bei Säugetieren ist ABCC9 in verschiedenen Geweben aktiv, etwa in Herz, Gehirn oder Bauchspeicheldrüse.

Wie die Forscher weiter feststellten, hat schon die Fruchtfliege Drosophila melanogaster ein ähnliches Gen in ihrem Erbgut. Als es die Biologen blockierten, schliefen die Insekten deutlich kürzer. Das ist das eine. Das andere: Interessanterweise liefert beim Menschen das Gen ABCC9 die Bauanleitung für das Protein SUR2, das wiederum Teil eines Kalium-Kanals ist. Durch diesen Kanal strömen Kalium-Ionen in und aus der Zelle. „SUR2 spielt auch bei Diabetes und Herzerkrankungen eine Rolle“, sagt Karla Allebrandt, die Erstautorin der Studie. Schon seit geraumer Zeit erkennen Forscher in ihren Experimenten, dass die Schlafdauer den Stoffwechsel beeinflusst. Jetzt haben sie erstmals einen Hinweis darauf, wie das molekular passieren könnte.

Quelle: Jahresbericht 2011 (Text und Bildnachweis)

Literatur: Allebrandt KV, Amin N, Müller-Myhsok B, Esko T, Teder-Laving M, Azevedo RVDM, Hayward C, van Mill J, Vogelzangs N, Green EW, Melville SA, Lichtner P, Wichmann HE, Oostra BA, Janssens ACJW, Campbell H, Wilson JF, Hicks AA, Pramstaller PP, Dogas Z, Rudan I, Merrow M, Penninx B, Kyriacou CP, Metspalu A, van Duijn CM, Meitinger T, Roenneberg T:
"A KATP channel gene effect on sleep duration: from genome-wide association studies to function in Drosophila"
Molecular Psychiatry 18 (2013) 122-132