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研究發(fā)現(xiàn)睡覺的**意義——修復(fù)神經(jīng)元DNA損傷

2019-03-08 13:24來源：生物谷


為什么動(dòng)物要睡覺？為什么人類要浪費(fèi)一天1/3的時(shí)間睡覺？睡覺是所有有神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)物都必需的。盡管如此，科學(xué)家們對(duì)睡覺背后的核心細(xì)胞學(xué)功能和生物學(xué)機(jī)制卻并不清楚，在系統(tǒng)發(fā)生的過程中也沒有保守的分子標(biāo)記物來定義睡眠細(xì)胞。

而近日來自以色列巴伊蘭大學(xué)的科學(xué)家們揭開了睡眠背后的秘密，他們發(fā)現(xiàn)睡覺可以增加染色體的運(yùn)動(dòng)，從而減少神經(jīng)元中DNA損傷的堆積，相關(guān)研究成果發(fā)表在《Nature Communications》上，題為“Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons”。

研究人員對(duì)活的斑馬魚的單個(gè)細(xì)胞中的染色體標(biāo)記物進(jìn)行了實(shí)時(shí)成像，發(fā)現(xiàn)睡眠可以增加單個(gè)神經(jīng)元的染色體動(dòng)力學(xué)，但是對(duì)其他兩種細(xì)胞沒有影響。

通過對(duì)睡眠、染色體動(dòng)力學(xué)、神經(jīng)元活動(dòng)和DNA雙鏈斷裂（DSBs）的操縱，研究人員發(fā)現(xiàn)不睡覺的情況下染色體動(dòng)力學(xué)很低，DSBs的數(shù)量會(huì)增加。反過來，睡眠會(huì)增加染色體的動(dòng)力學(xué)，這對(duì)于減少DSBs的數(shù)量是至關(guān)重要的。

這些研究結(jié)果表明染色體動(dòng)力學(xué)是鑒定單個(gè)睡眠細(xì)胞的潛在標(biāo)記物，而睡眠的功能在于維持細(xì)胞核中染色體的穩(wěn)定性。

該研究通訊作者Lior appelbaum教授說道：“我們現(xiàn)在找到了睡眠、染色體動(dòng)力學(xué)、神經(jīng)元活動(dòng)和DNA損傷及修復(fù)之間的因果關(guān)系，這和所有的生物都相關(guān)。睡眠給了生物體一個(gè)減少在非睡眠條件下大腦中出現(xiàn)的DNA損傷累積的機(jī)會(huì)。盡管睡覺時(shí)動(dòng)物對(duì)周圍環(huán)境的警覺性會(huì)降低，但是睡覺可以使動(dòng)物有效的維持染色體的穩(wěn)定性，這可能是睡眠在整個(gè)動(dòng)物王國進(jìn)化過程中都很保守的原因。”