Сон - важлива біологічна фаза, але чому саме він нам потрібен, залишається загадкою.
Вчені виявили, що білок, який бере участь у відновленні ДНК, сигналізує мозку, коли пора спати
Всім відомий денний цикл. Ви прокидаєтеся відпочилим (за умови, що ви добре виспалися), а потім протягом дня наростає втома, і в якийсь момент вам просто доводиться знову заснути. І чим довше ви не спите, тим сильнішою стає ця потреба. Ця втома технічно відома як гомеостатичний тиск уві сні.
Але який дійсний механізм цього тиску? У попередній роботі дослідники з Університету Бар-Ілан виявили, що це пов'язано з пошкодженням ДНК у нейронах. Цей збиток може бути викликаний нормальними біологічними процесами, а також факторами навколишнього середовища, такими як ультрафіолетове світло або радіація. Механізми відновлення організму постійно працюють, щоб виправити пошкодження, але вони не можуть зробити це досить швидко, поки мозок пильнує. Їх єдиний шанс надолужити згаяне - це під час сну - процес, який команда порівнює з робітниками, які ремонтують вибоїни на дорозі вночі, коли на дорогах менше машин.
У рамках нового дослідження вчені більш уважно вивчили цей процес, щоб з'ясувати, чи безпосередньо пошкодження ДНК нейронів впливає на гомеостатичний тиск. Команда дослідників використовувала рибок даніо, мозок яких схожий на наш, тільки організований простіше. Вони спричиняли пошкодження ДНК у нейронах тварин, використовуючи хімічні речовини, радіацію і світло. Звичайно ж, коли пошкодження досягало певної точки, риба засипала. Під час сну була виявлена більш висока активність білків, що відновлюють ДНК, і команда з'ясувала, що якщо їх розбудити рано (до того, як вони поспали хоча б шість годин), пошкодження ДНК зберігалося, і тварини з більшою ймовірністю продовжували спати. у світлий час доби.
Але найбільш інтригуючою знахідкою стала нова роль білка під назвою PARP1. Раніше було відомо, що він відіграє ключову роль у системі відновлення ДНК, швидко реагуючи на пошкодження і регулюючи інші компоненти, які їх виправляють. Таким чином, рівні PARP1 мають тенденцію збільшуватися протягом дня і зменшуватися під час сну.
Щоб перевірити, чи активно PARP1 сигналізує мозку про те, що він засипає, дослідники надекспресували білок у рибок даніо і виявили, що він сприяє сну і відновленню ДНК. Вірно і протилежне: коли команда придушувала PARP1, риби не засипали і відновлення ДНК не відбувалося.
Дослідники продовжили вивчення ролі PARP1 у мишей, і, в результаті, придушення його активності зменшило тривалість і якість їх сну. Хоча відомо, що PARP1 виконує роль репарації ДНК у людей, в майбутньому необхідно буде провести дослідження, щоб з'ясувати, чи застосуємо цей механізм і до людей.