人的一生中,有三分之一时间要用于睡觉。以前光知道,睡眠有助于加强记忆和提升学习能力。至于为什么会这样,还有其它什么功效,则知之甚少,迄今为止缺乏系统科学解释。据英国《每日邮报》报道,以色列巴兰大学里奥·艾波包姆教授领导的一个科研小组,最近开展了一项实验。揭示,人类睡觉或是为修复遭损害DNA。


人类睡觉是为修复遭损害DNA?以色列学者借助3D高清摄影有新发现


实验是在斑马鱼身上进行的。斑马鱼基因与人类基因相似度高达87%,胚体透明,大脑组织与人类相近,是最理想的实验动物。在其身上的实验结果多数情况下也适用于人类。


通过3D高清晰延时摄影拍摄的图像和高分辨率显微镜观察,以色列科研人员发现了睡眠的奥秘。斑马鱼白天醒着的时候,染色体不太活跃,虽然对被损害的脱氧核糖核酸(DNA)的修复也在进行,但远远不够,从而造成对脱氧核糖核酸的损害不断堆积,直至达到危险水平。


到了晚上,当鱼睡觉时,染色体活动频繁,其活跃程度一下增加两倍,从而有效修复白天遭到损害的脱氧核糖核酸。晚上,如果频繁敲击鱼缸,不让其睡眠,持续下去,鱼就会濒临死亡。


这一发现也使人们了解到,睡眠是如何对大脑活动、衰老及各种肌体紊乱产生影响的。


“这就像道路上的坑洞,”巴伊兰大学Mina和Everard Goodman生命科学学院以及Gonda (Goldschmied)多学科大脑研究中心的Lior Appelbaum教授说。


“道路会累积磨损,尤其是在白天的高峰时段,在夜间交通稀少的时候修路是最方便和有效的。”


Appelbaum称DNA的累积损害为“清醒的代价”。


他和他的博士生、这项研究的第一作者大卫·扎达(David Zada),以及合著者塔利·勒勒-戈尔德什丹博士(Dr. Tali Lerer-Goldshtein)、伊琳娜·勃朗什丹博士(Dr. Irina Bronshtein)、尤瓦尔·加里尼(Yuval Garini)教授假设,睡眠会巩固和同步单个神经元内的细胞核修复工作,并着手证实这一理论。


他们的发现归功于斑马鱼模型的特点。


斑马鱼具有绝对的透明性,它的大脑与人类非常相似,是在生理条件下研究活体动物单细胞的理想生物。


利用高分辨率的显微镜,可以观察到DNA和核蛋白在鱼体内细胞内的运动。


研究人员尤其惊讶地发现,当身体休息的时候,染色体在夜间更活跃,但这种增加的活动使修复DNA损伤的效率得以提高。


结果表明,染色体动力可作为确定单个睡眠细胞的潜在标志,并提出睡眠的恢复功能是细胞核的修复。


Appelbaum教授说:“我们已经发现睡眠、染色体动力学、神经元活动、DNA损伤和修复与整个生物体的生理直接相关。”


“睡眠提供了一个减少清醒时大脑DNA损伤的机会。”


“尽管有着对周围环境意识降低的风险,动物——从水母、斑马鱼到人类——都需要睡眠,以便让他们的神经元进行有效的DNA修复工作,这也许就是为什么在动物中睡眠行为演化并留存了下来。”Appelbaum教授总结道。

文章来源: 安顺日报,前瞻网

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