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研究发现睡觉的终极意义——修复神经元DNA损伤

更新时间:2021-04-21 19:05:02

  为什么动物要睡觉?为什么人类要浪费一天1/3的时间睡觉?睡觉是所有有神经系统的动物都必需的。尽管如此,科学家们对睡觉背后的核心细胞学功能和生物学机制却并不清楚,在系统发生的过程中也没有保守的分子标记物来定义睡眠细胞。

  而近日来自以色列巴伊兰大学的科学家们揭开了睡眠背后的秘密,他们发现睡觉可以增加染色体的运动,从而减少神经元中DNA损伤的堆积,相关研究成果发表在《Nature Communications》上,题为“Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons”。

  研究人员对活的斑马鱼的单个细胞中的染色体标记物进行了实时成像,发现睡眠可以增加单个神经元的染色体动力学,但是对其他两种细胞没有影响。

  通过对睡眠、染色体动力学、神经元活动和DNA双链断裂(DSBs)的操纵,研究人员发现不睡觉的情况下染色体动力学很低,DSBs的数量会增加。反过来,睡眠会增加染色体的动力学,这对于减少DSBs的数量是至关重要的。

  这些研究结果表明染色体动力学是鉴定单个睡眠细胞的潜在标记物,而睡眠的功能在于维持细胞核中染色体的稳定性。

  该研究通讯作者Lior appelbaum教授说道:“我们现在找到了睡眠、染色体动力学、神经元活动和DNA损伤及修复之间的因果关系,这和所有的生物都相关。睡眠给了生物体一个减少在非睡眠条件下大脑中出现的DNA损伤累积的机会。尽管睡觉时动物对周围环境的警觉性会降低,但是睡觉可以使动物有效的维持染色体的稳定性,这可能是睡眠在整个动物王国进化过程中都很保守的原因。”

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