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从水母到人类,为什么不同动物都需要睡觉?起

更新时间:2019-03-09

斑马鱼存在绝对的透明性,它的大脑与人类非常相似,是在生理条件下研讨活体动物单细胞的空想生物。

“途径会累积磨损,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。”

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)传授假设,睡眠会牢固和同步单个神经元内的细胞核修复工作,并着手证实这一实际。

睡眠的作用是增加染色体动力,使每个神经元的DNA损伤水平畸形化。

“这就像道路上的坑洞,”巴伊兰大学Mina和Everard Goodman性命迷信学院以及Gonda (Goldschmied)多学科大脑研究中心的Lior Appelbaum教养说。

显然,这种DNA修复过程在“在线苏醒”期间不够有效,需要“离线睡眠”,减少对大脑的输入才能发生。

在今天发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项新研究中,以色列巴伊兰大学(Bar-Ilan University)的研究人员揭示了一种新的、意想不到的睡眠功能。

他们的发现归功于斑马鱼模型的特点。

“睡眠供应了一个减少清醒时大脑DNA损害的机会。”

应用活斑马鱼的3D延时成像技能,研究职员可能在单个染色体辩白率下定义睡眠,并首次表明,单个神经元须要睡眠才华进行细胞核的修复工作。

目前的研究表明,在清醒状态下,当染色体动力较低时,DNA损伤持续累积,可能达到不保险程度。

利用高分辨率的显微镜,可能观察到DNA跟核蛋白在鱼体内细胞内的活动。

“只管有着对四处环境意识降落的危险,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,这兴许就是为什么在动物中睡眠举动演化并留存了下来。”Appelbaum传授总结道。

Appelbaum教学说:“咱们已经发明睡眠、染色体能源学、神经元活动、DNA伤害跟修复与全部生物体的生理直接相关。”

结果表明,染色体能源可作为判断单个睡眠细胞的潜在标志,并提出睡眠的恢复功效是细胞核的修复。

研究人员尤其惊疑地发现,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。

动物为什么睡觉?为什么人类要浪费三分之一的时间睡觉?

DNA损害能够由良多进程引起,包含辐射,氧化应激,甚至神经元运动。

然而,,动物睡觉的起因——只管食肉动物的威胁始终——仍然是个谜,被认为是生命科学中最大的未解之谜之一。

每个细胞内的DNA修复系统可以修复这种侵害。

Appelbaum称DNA的累积损害为“清醒的代价”。

在全体进化过程中,睡眠对所有有神经体系的生物都是普遍的和必不可少的,包括无脊椎动物,如苍蝇、蠕虫,甚至水母。