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科普:睡眠可使神經元DNA損傷有效修復
2019-03-09 10:57:38 來源: 新華網
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  新華社北京3月9日電 為何睡眠如此重要?為何人類要“浪費”約三分之一的生命用于睡眠?為何動物寧可冒著來自捕食者的威脅也要“睡個好覺”?以色列的一項新研究發現,這是因為動物需要在睡眠時完成神經元DNA(脫氧核糖核酸)修復。

  盡管科學家早已發現睡眠對所有進化出神經系統的動物都至關重要,包括蒼蠅、蠕蟲、水母等無脊椎動物,但個中具體原因一直是未解之謎。以色列巴伊蘭大學研究人員在新一期英國《自然·通訊》雜志上報告説,該校研究人員用斑馬魚模型實施了動物實驗,他們的研究可以解釋睡眠及睡眠紊亂如何影響大腦活動、老化及各種腦功能失調。

  斑馬魚身體透明,大腦神經與人類相似,是觀察單個神經元變化的理想模型。研究人員用一種被稱為“3D延時成像”的技術和高分辨率顯微鏡觀察斑馬魚腦部發現,在斑馬魚清醒時,神經元DNA的雙鏈斷裂不斷積累;而在夜晚休息時,斑馬魚神經元的染色體更活躍,而染色體活性增加會提高神經元DNA損傷修復效率。

  大腦的神經元DNA損傷可以由多種原因引起,例如輻射、氧化應激反應甚至是神經元活動等。目前研究表明,在清醒狀態下,大腦神經元的DNA損傷會持續積累並達到不安全水準。

  研究人員解釋説,這一研究找到了睡眠、染色體動力學、神經元活動及DNA損傷之間的生理相關性。睡眠的重要作用是增加染色體活性,使神經元DNA損傷得到修復。動物清醒狀態下,這種DNA修復過程不夠有效,只有睡眠期間、大腦資訊刺激減少的狀態下才能有效發生。

  領導這項研究的巴伊蘭大學生命科學教授阿佩爾鮑姆將DNA損傷的積累稱為“清醒的代價”。“這就像道路上的坑洞,”阿佩爾鮑姆解釋説,“道路的磨損會不斷積累,尤其在白天的高峰時段,在夜間道路暢通時修路是最方便有效的做法。”

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【糾錯】 責任編輯: 韓家慧
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