β-субъединица калиевого канала связывает митохондриальный электронный транспорт со сном

Необходимые, но до конца не понятные функции сна должны отражаться в молекулярных изменениях, которые улавливаются системами контроля сна в мозге. У плодовой мушки Drosophila около двух десятков нейронов, индуцирующих сон и проецирующихся в дорсальное веерообразное тело, подстраивают свой электрический выход под потребность во сне за счёт антагонистической регуляции двух калиевых проводимостей: утечечный канал Sandman подавляет активность во время бодрствования, тогда как усиление A-типа токов через Shaker поддерживает тоническое разряжение во время сна. Здесь мы показываем, что окислительные побочные продукты митохондриального электронного транспорта регулируют активность нейронов дорсального веерообразного тела через кофактор никотинамидадениндинуклеотидфосфат (NADPH), связанный с оксидоредуктазным доменом β-субъединицы канала Shaker, Hyperkinetic. Недосыпание повышает уровень митохондриальных активных форм кислорода в этих нейронах, которые фиксируют этот рост, переводя Hyperkinetic в NADP-связанную форму. Окисление кофактора замедляет инактивацию A-типа тока и повышает частоту потенциалов действия, тем самым способствуя сну. Таким образом, энергетический обмен, окислительный стресс и сон — три процесса, независимо связанные с продолжительностью жизни, старением и дегенеративными заболеваниями, — оказываются механистически связаны. Субстраты или ингибиторы Kβ, изменяющие соотношение связанного NADPH и NADP и, следовательно, «запись» о дефиците сна или времени бодрствования, представляют собой прототипы потенциальных препаратов, регулирующих сон.