Kāpēc mēs miega laikā? "Wakefulness cena" ir augsta, saka DNS pētījums

Putni to dara, bites to dara, pat izglītotas blusas to dara: Nē, viņi nemīl, viņi guļ. Tomēr tieši kāpēc visi dzīvnieki ar nervu sistēmu, kas attīstījās, lai gulētu, ir bijis ilgstošs zinātniskais noslēpums. Slumber, protams, jūtas lieliski, bet tas nav gluži jēga - kāpēc mums vajadzētu iztērēt vienu trešdaļu no mūsu dzīves?

Otrdien. T Dabas komunikācijas zinātnieki saka, ka ir sapratuši, kāpēc šūnu līmenī.Miega pamata šūnu funkcija, ko viņi skaidro, ir cīnīties pret neironu DNS bojājumiem, kas uzkrājas pamošanās stundu laikā. Miega režīms ļauj neironiem veikt efektīvu DNS uzturēšanu, kas ir būtiska veselīgai dzīvei. Zinātnieki jau zina, ka mazāk miega ir lielāka neaizsargātība pret trauksmi, vilšanos un sliktu veselību, bet tagad viņi ir tuvāk, lai saprastu, kāpēc tieši tā ir.

"Mēs esam atklājuši cēloņsakarību starp miegu, hromosomu dinamiku, neironu aktivitāti un DNS bojājumiem un remontu ar tiešu fizioloģisku nozīmi visam organismam," otrdien teica Lior Appelbaum. „Miega režīms dod iespēju samazināt smadzeņu laikā uzkrāto DNS bojājumu.

Applebaum un viņa komanda pārbaudīja, kā miegs ir saistīts ar kodoldrošību, pārbaudot vienu no visbiežāk izmantotajiem ģenētisko un attīstības pētījumu modeļiem: zebraudu. Šīs caurspīdīgās zebrainas tika ģenētiski konstruētas tā, lai to neironos esošās hromosomas saturētu krāsainus ķīmiskos marķējumus. Kamēr zivis bija nomodušas un aizmigušas, zinātnieki novēroja DNS un kodolproteīnu pārvietošanos zivīs ar augstas izšķirtspējas mikroskopu, kas redzams iepriekšminētajā video.

Viņi liecināja, ka, kad zivis bija nomodā, hromosomas bija relatīvi neaktīvas, un neironos uzkrājušās šķelto DNS virknes. Tomēr, kad zivis bija aizmigušas, hromosomas kļuva aktīvākas, un uzkrātie DNS bojājumi sākās remontēt. Turpmākā analīze apstiprināja, ka, lai veiktu kodolmateriālu uzturēšanu, atsevišķiem neironiem ir nepieciešams dzīvnieks gulēt.

DNS bojājumu uzkrāšanās, saka Appelbaum, ir „modināšanas cenas”. Modrības laikā hromosomas ir mazāk aktīvas, atstājot tās neaizsargātas pret radiāciju, oksidatīvo stresu un neironu aktivitāti. Miega režīms iedarbina hromosomu darbību un sinhronizē kodoldrošību atsevišķos neironos, ļaujot smadzenēm labot, kamēr tas netiek izmantots tādā mērā, cik tas ir dienas laikā.

"Tas ir kā bedrītes ceļā," saka Applebaum. “Ceļi uzkrājas, īpaši dienas laikā, un ērtāk un efektīvāk tos salabot naktī, kad ir viegla satiksme.”

Anecdotally, mēs zinām, ka laba nakts miega var būt atjaunojoša. Tagad šķiet, ka tā ir kvantitatīvi atjaunojoša iedarbība arī uz smadzenēm, ļaujot tai dabiski salabot dienas bojājumus.

Kopsavilkums:

Miers ir būtisks visiem dzīvniekiem ar nervu sistēmu. Neskatoties uz to, miega šūnu pamatfunkcija nav zināma, un nav saglabāts molekulārais marķieris, lai definētu miegu pāri fenogēnai. Kromosomu marķieru attēlojums, kas izzudis no vienas dzīvās zebraugu šūnas, atklāja, ka miega laikā palielinās hromosomu dinamika atsevišķos neironos, bet ne divos citos šūnu veidos. Miega manipulācijas, hromosomu dinamika, neironu darbība un DNS divkāršās rindas pārtraukumi (DSB) parādīja, ka hromosomu dinamika ir zema, un DSB skaits uzkrājas modrības laikā. Savukārt miegs palielina hromosomu dinamiku, kas ir nepieciešama, lai samazinātu DSB daudzumu. Šie rezultāti nosaka hromosomu dinamiku kā potenciālu marķieri atsevišķu miega šūnu noteikšanai, un ierosina, ka miega atjaunojošā funkcija ir kodoldrošība.