Вчені відкрили, що білок PARP1, що відповідає за «ремонт» зламів ДНК, сприяє сну.
Фото Від RyanKing999
Даніо-реріо — вид прісноводних променеперих риб сімейства коропових. Третину життя ми проводимо уві сні, але його роль і механізми, як і раніше, недостатньо вивчені. Ми багато знаємо про необхідність сну для переходу інформації в довготривалу пам’ять та її відновлювальну природу, нехай навіть іноді нехтуємо здоровим сном і використовуємо «заощаджений» час для вирішення наших завдань. Але що запускає сон? Завдяки чому ми засинаємо? І головне питання: скільки ж годин треба спати?
На це питання намагалися відповісти багато вчених: проводилися експерименти з вивчення «центрів сну» в мозку, завдяки яким стало відомо, що одними з ключових регіонів є ядра гіпоталамуса. Але на глибших — клітинному та молекулярному рівнях явні механізми ще не були показані до цього моменту.
Коли ми довго пильнуємо, накопичується наростаюча втома, з якою ми боремося доти, доки вона не досягне критичної точки. Наприклад, ми можемо пити каву, активний компонент якої (кофеїн) зв’язується з рецепторами в мозку, чутливими до аденозину – компонента, що входить до складу нуклеїнових кислот та деяких ферментів в організмі. Аденозин накопичується в період неспання, і тому завдяки кофеїну ми тимчасово перестаємо відчувати стомлення. На клітинному рівні ця втома відбивається у накопиченні зламів у ДНК нейронів. Їхні причини можуть бути ультрафіолетове випромінювання, окислювальний стрес, ферментативні помилки. Усередині клітин постійно працюють відновлювальні системи — і коли ми спимо, і коли не спимо; але коли ми поринаємо у сон, швидкість відновлення перевищує кількість «зламів».
- Критичні ситуації сприяють поліпшенню працездатності мозку
- Самоконтроль робить нас щасливішими
- Вчені: Перегляд порнографії скорочує обсяг мозку у чоловіків
Вчені з університету Тель-Авіва та університету імені Бар-Ілана провели експерименти на рибках даніо за допомогою оптогенетики, опромінення та фармакологічних препаратів. Рибки даніо потребують сну для відновлення. Виявилося, що спрямовані ушкодження ДНК нейронів дійсно збільшували потребу уві сні. Вимірюючи рівень пошкоджень та варіюючи кількість годин сну, яку рибки даніо могли провести уві сні, вчені також встановили, що шість годин є тим мінімумом, якого достатньо для відновлення. Але що ж сигналізує про необхідність відновлення і запускає сон?
У цьому дослідженні, опублікованому в журналі Molecular Cell, вдалося знайти відповідь і на це запитання. Вчені звернули увагу на білки, які реагували одними з перших у ланцюжку відновлення зламів ДНК. Одним із них є білок PARP1, який «відзначає» ділянки пошкодження ДНК у клітинах. Стимулюючи експресію або блокування цього білка, вчені встановили, що збільшення експресії PARP1 сприяє сну та посилює залежне від сну відновлення. При цьому блокування PARP1 порушує сигнал про необхідність відновлення пошкоджень ДНК: рибки даніо переставали отримувати сигнал про втому і засипати. Аналогічні результати команда здобула і в експерименті на мишах. Білки PARP присутні й в людини, але поки що невідомо, чи PARP1 грає таку ж роль.
Натхнення: naked-science.ru