文章图片
文章图片
以下文章来源于医诺维， 作者医诺维
【睡个好觉真的很重要！只有睡觉，才能修复DNA损伤】睡眠是人体的一种修复过程 ， 可以恢复精神和解除疲劳 。 人的一生中 ， 大约三分之一的时间是在睡眠中度过的 ， 良好的睡眠是国际社会公认的三项健康标准之一 ， 而睡眠时间过短或睡眠不佳均会影响健康 。
在中国 ， 超3亿人存在睡眠障碍、成年人失眠发生率高达38.2%、超9成小学生睡眠时长未达标 ， 也就是说 ， 有超过3亿中国人存在睡眠障碍 ， 而且这一数据还在逐年上升中 。
从线虫、果蝇到人类 ， 睡眠对于所有拥有神经系统的动物来说都是不可或缺的 。 尽管在睡眠时 ， 丧失警惕的动物更容易被捕食 ， 它们为什么即使是冒着死亡的风险也要睡觉？
2021年11月18日 ， 以色列巴伊兰大学的研究人员在\"Molecular Cell\"期刊上发表了一篇题为\" Parp1 promotes sleep ， which enhances DNA repair in neurons \"的研究论文 ， 该研究从细胞水平揭示了为什么需要睡觉 。
该研究表明 ， 在清醒时 ， 神经元DNA损伤的积聚会增加睡眠压力 ， 在睡眠期间 ， 细胞内进行了有效的DNA修复 ， 会降低这种压力 。
清醒状态下 ， 受紫外线照射、神经元活动、辐射、氧化应激等因素的影响 ， DNA损伤在包括神经元在内的细胞内积累 ， 这其中就包含了DNA双链断裂 。 DNA损伤积累 ， 会对机体健康造成严重影响 ， 诱发认知衰退、癌症等 。
在该研究中 ， 研究人员利用斑马鱼进行了一系列实验 。 斑马鱼具有绝对的透明度、夜间睡眠和与人类相似的简单大脑 ， 是研究的完美受体 。
通过紫外线辐射、药理干预和光遗传学 ， 使斑马鱼保持清醒状态 ， 诱导斑马鱼的DNA损伤 。 随后 ， 研究人员检测了斑马鱼神经元中DNA双链断裂的情况 。
研究发现 ， 清醒时 ， 神经元中DNA双链断裂显著增多 。 随着DNA损伤的增加 ， 睡眠的需求也会增加 。 而到了某个时刻 ， DNA损伤积累达到某个值时 ， 触发了睡眠的冲动 ， 斑马鱼就进入睡眠状态 。 随后的睡眠促进了DNA修复 ， 减少了DNA损伤 。
清醒与睡眠阶段的DNA断裂与修复
在证实了累积的DNA损伤是驱动睡眠的因素后 ， 研究者进一步找到了斑马鱼为了减少睡眠压力与DNA损伤所需的最短睡眠时间 。
研究发现 ， 每晚6小时的睡眠足以减少DNA损伤 。 令人震惊的是 ， 在睡眠不足6小时的情况下 ， DNA的损伤不能充分减少 ， 导致斑马鱼白天也睡觉 。
那么 ， 具体又是大脑中的什么机制参与了这个过程呢？
研究人员通过荧光标记了修复蛋白等方法 ， 发现了一种名为PARP1的蛋白质在相关神经机制中扮演者关键角色 。 蛋白质PARP1是DNA损伤修复系统的一部分 ， 是最先快速反应的蛋白质之一 。
研究发现 ， PARP1在DNA断裂位点的聚集性在清醒时增加 ， 在睡眠时减少 。
睡眠时DNA修复
通过基因和药理学的调控 ， PARP1的过度表达和敲除不仅表明PARP1的增加促进了睡眠 ， 而且还增加了睡眠依赖性修复 。 相反 ， PARP1的抑制阻断了DNA损伤修复的信号 。
为了加强对斑马鱼的研究 ， 研究人员利用小鼠进一步测试了PARP1在调节睡眠中的作用 。 与研究结果一致 ， PARP1活性的抑制减少了非快速眼动睡眠的持续时间和质量 。
总之 ， 该研究从细胞水平揭示了为什么需要睡觉 ， 证实了大脑需要睡眠来促进DNA修复活动 ， 并表明PARP1标记细胞中的DNA损伤位点 ， 并招募所有相关系统清除了DNA损伤 。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.molcel.2021.10.026
文章来源：医诺维（ID：inovelt） ， 如需转载请联系原创作者 。
END
推荐阅读
- 它们的智商已经高到人类无法理解，即使还没有爬到食物链顶端！
- 中科西部干细胞研究院：干细胞疗法对帕金森病的临床研究进展
- 你认为先天失明的人可以看见世界吗？先天只发育出一半大脑的人可以正常生活吗？
- 历史上哪些“黑科学”让世界为之颤抖？
- 一呼一吸之间，大脑神经元在梦中跟随着呼吸的节奏“加班”
- 章鱼有9个大脑能编辑基因，智商高到无法理解，为何没发展出文明
- 一个较为诡异的问题：人类6岁以前的记忆，为什么会消失不见？
- 什么是亚精胺Spermidine？亚精胺抗衰有效吗？如何补充亚精胺？
- 你的抗压能力如何？这事或许还要看大脑可塑性
- 860亿个大脑神经元，让1.4公斤的大脑消耗人体20%能量，人脑越用越聪明？