科幻世界(2022年2月)
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梦中神医

当今社会越来越多的年轻人或是辗转反侧、夜不能寐,或是因学习或工作任务繁重被迫熬夜,睡眠时间严重不足,常常一觉醒来挂着黑眼圈、瞪着灯泡眼,强撑着萎靡的精神开启一天的生活。目前研究过的具备神经网络的动物都需要睡眠,包括水母、苍蝇、鱼类和人类等,睡眠障碍会导致精神损伤,并与神经发育疾病、神经退行性疾病和衰老有关。对于不同物种,每日所需睡眠量存在差异。

近日,以色列巴伊兰大学和特拉维夫大学的一项研究从细胞水平解释了睡眠的重要性及背后机理。透明斑马鱼幼虫背侧大脑皮层的两个主要睡眠特征,慢爆睡眠和传播波睡眠,分别与哺乳动物的慢波睡眠和快速眼动睡眠非常相似,因此被选定为实验动物。以确定睡眠驱动因素并了解睡眠在恢复脊椎动物单个神经元稳态中的作用。

清醒状态下,外界因素和丰富的神经元活动诱导DNA双链断裂等损伤,睡眠的缺失增加了DNA损伤并降低血细胞中DNA修复基因的表达。实验表明,六小时的睡眠足以减少斑马鱼背侧皮层中的DNA损伤。究其根源,研究者发现了这种“神医”蛋白Parp1,作为DNA损伤修复系统的一部分,这种损伤探测器的活性随着睡眠的缺失而增加,高活性的Parp1标记损伤位点并招募相关修复蛋白,降低细胞稳态压力,促进睡眠和有效的DNA修复。

(据《分子细胞学》期刊 2021.12.16)

灵光一现:待所有DNA损伤相关的修复基因都可人为调控,人类能否不再需要睡眠?长寿的定义或许不仅是更长久地存活于世,还可以是活着时清醒时长的增加。