别熬夜了!白天工作学习裂开的DNA,只有睡眠才能修复
为什么人类一生1/3的时间都在床上度过?
在进化过程中 , 睡眠对于所有具有神经系统的生物来说都是普遍且必不可少的 。 但问题是 , 睡眠会导致更容易被猎杀 。 为什么动物会在捕食者的持续威胁下仍然要睡觉 , 以及睡眠如何影响我们的大脑 , 至今仍然是个谜 。
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我们普遍的感觉是 , 睡眠是一件不可抗拒的事情 , 即便通过咖啡等饮品获得更长时间的清醒 , 但困倦感却会越来越重 。 因此睡眠不可能轻易通过药物来剥夺 , 这也暗示着睡眠本身就有维系生存的必要性 。
为了解释睡眠的必要性 , 很多研究都从不同角度给出了答案:睡眠可以维持正常的激素分泌节律 , 可以降低心脑血管疾病的风险 , 甚至还可以维持我们皮肤的水润光滑 。 但这些理由还不足以让生物冒着被猎杀的风险也要睡觉 , 背后的根本原因依然扑朔迷离 。
曾有研究显示 , 当我们清醒时 , 体内的睡眠压力会积聚 。 我们保持清醒的时间越长 , 这种压力就会增加 , 而在睡眠期间会下降 , 在一夜好眠后会降至最低 。
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是什么导致体内的睡眠压力增加到我们觉得必须睡觉的水平 , 晚上会发生什么将这种压力降低到我们准备开始新的一天的程度?或者说 , 睡眠压力的本质是什么?
科学家将目光投向了生命的核心——DNA 。 但DNA时时刻刻面临着断裂的危险 , 在我们白天辛勤学习或工作的时候 , DNA就会出现大量的断裂 , 某些药物如奥沙利铂等也会通过诱导DNA断裂来促使细胞死亡 。
但是学习和工作诱导的DNA断裂并不是毫无意义 。 由于DNA实在太过繁复 , 为了更加高效地让需要的基因快速表达 , DNA会在特定位点断开 , 这样使得学习和工作需要的蛋白得以迅速合成 。
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图源:www.eurekalert.org
研究发现 , 工作学习的时间越长 , 注意力越是长时间集中 , 一天下来断裂的DNA就会越多 。 虽然它们保证了高效的运转 , 但是这样的机制显然遗害无穷 。 断裂的DNA就像是一颗定时炸弹 , 随时可能导致细胞死亡或者发生癌变 。
近期MolecularCell杂志上发表了一项新研究 , 以色列的研究人员通过研究斑马鱼的睡眠机制发现 , 这些断裂的DNA会在睡眠过程中被修复 , 从而朝着解开睡眠谜团迈出新的一步 。
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图源:doi:10.1016/j.molcel.2021.10.026.
研究团队发现 , 神经元中的DNA损伤在清醒期间会持续累积 。 当你沉迷于“996”时 , 大脑中过度的DNA损伤已经达到必须要降低的危险水平 。
为了制造更多的DNA断裂 , 研究人员使用辐射等手段在斑马鱼中诱导了DNA损伤 , 以检查它如何影响睡眠 。 斑马鱼具有夜间睡眠的特性 , 也有与人类相似的简单大脑 , 是研究这种现象的最佳模式生物 。
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图源:doi:10.1016/j.molcel.2021.10.026.
实验表明 , 在某个时刻DNA损伤的积累达到了最大阈值 , 并且睡眠压力增加到一定程度 , 以至于触发了睡眠的冲动 , 鱼就会进入睡眠状态 。 随后的睡眠促进了DNA修复 , 从而减少了DNA损伤 。
在证实累积的DNA损伤是驱动睡眠的因素后 , 研究人员渴望了解是否有可能确定斑马鱼需要睡眠的最短时间 。 他们发现 , 每晚6小时的睡眠足以减少DNA损伤 。 如果睡眠不足6小时 , DNA损伤就不会充分减少 , 斑马鱼即使在白天也会继续睡眠 。
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