Новости генетики
Причина сна
18 ноября 2021 года в журнале Molecular Cell вышла статья об исследовании молекулярной причины сна.
Ученые из Израиля на модельном объекте, рыбке Danio rerio, попытались выяснить, как накопление повреждений в ДНК влияет на сон. Благодаря своей прозрачности, наличию ночного сна и простому мозгу, рыбки данио являются удобным организмом для изучения этого явления. На протяжении всей эволюции сон оставался универсальным и необходимым для всех организмов с нервной системой, включая беспозвоночных, таких как мухи, черви и даже медузы. Но почему животные спят, несмотря на постоянную угрозу со стороны хищников, и как сон полезен для мозга, все еще остается загадкой. Из-за воздействия УФ, радиации, окислительного стресса и вследствие ферментативных ошибок в нервных клетках во время бодрствования накапливаются повреждения в ДНК. Ранее было показано, что у мух, рыбок данио, мышей и людей уровень повреждения ДНК увеличивается во время бодрствования и уменьшается во время сна.
В новом исследовании ученые вызывали повреждение ДНК у рыбок данио, чтобы изучить, как оно влияет на сон. Путем изменения периода сна ученые определили, что шести часов сна в сутки достаточно, чтобы снизить повреждение ДНК до минимального уровня. Если ночной сон был менее шести часов, необходимого уменьшения повреждений в ДНК не происходило, и рыбки данио продолжали спать даже в дневное время.
Оказалось, что одним из первых реагирует на повреждение ДНК белок PARP1. Он отмечает участки повреждений в ДНК клеток и задействует все соответствующие системы для устранения повреждений. При увеличении активности PARP1 наступает сон и восстановление ДНК. Напротив, подавление работы PARP1 приводит к прекращению "починки" ДНК, при этом рыбки не полностью осознавали, что они устали, и не засыпали. Роль PARP1 в регуляции сна была дополнительно протестирована на мышах с использованием электроэнцефалографии. Как и в случае с рыбками данио, подавление активности PARP1 уменьшало продолжительность и качество медленной фазы сна. Таким образом, PARP1 способен сигнализировать мозгу о том, что ему необходимо спать, чтобы произошло восстановление ДНК.
Ученые из Израиля на модельном объекте, рыбке Danio rerio, попытались выяснить, как накопление повреждений в ДНК влияет на сон. Благодаря своей прозрачности, наличию ночного сна и простому мозгу, рыбки данио являются удобным организмом для изучения этого явления. На протяжении всей эволюции сон оставался универсальным и необходимым для всех организмов с нервной системой, включая беспозвоночных, таких как мухи, черви и даже медузы. Но почему животные спят, несмотря на постоянную угрозу со стороны хищников, и как сон полезен для мозга, все еще остается загадкой. Из-за воздействия УФ, радиации, окислительного стресса и вследствие ферментативных ошибок в нервных клетках во время бодрствования накапливаются повреждения в ДНК. Ранее было показано, что у мух, рыбок данио, мышей и людей уровень повреждения ДНК увеличивается во время бодрствования и уменьшается во время сна.
В новом исследовании ученые вызывали повреждение ДНК у рыбок данио, чтобы изучить, как оно влияет на сон. Путем изменения периода сна ученые определили, что шести часов сна в сутки достаточно, чтобы снизить повреждение ДНК до минимального уровня. Если ночной сон был менее шести часов, необходимого уменьшения повреждений в ДНК не происходило, и рыбки данио продолжали спать даже в дневное время.
Оказалось, что одним из первых реагирует на повреждение ДНК белок PARP1. Он отмечает участки повреждений в ДНК клеток и задействует все соответствующие системы для устранения повреждений. При увеличении активности PARP1 наступает сон и восстановление ДНК. Напротив, подавление работы PARP1 приводит к прекращению "починки" ДНК, при этом рыбки не полностью осознавали, что они устали, и не засыпали. Роль PARP1 в регуляции сна была дополнительно протестирована на мышах с использованием электроэнцефалографии. Как и в случае с рыбками данио, подавление активности PARP1 уменьшало продолжительность и качество медленной фазы сна. Таким образом, PARP1 способен сигнализировать мозгу о том, что ему необходимо спать, чтобы произошло восстановление ДНК.