夜深人靜,萬籟俱寂的時候,當(dāng)你“熬最晚的夜,敷最貴的面膜”時,有沒有想過:人為啥要睡覺? 不光是你,科學(xué)家也好奇,為啥動物好像都需要睡覺。 最近有研究發(fā)現(xiàn),之所以需要睡覺,或許是為了修復(fù)時刻都在斷裂的DNA。 ![]() David Zada et al. Parp1 promotes sleep, which enhances DNA repair in neurons. DNA是我們體內(nèi)最重要的物質(zhì),主宰著生老病死。 孩子長得像父母,我們常說是遺傳,其實就是因為DNA。 這么重要的物質(zhì),竟然時刻都在斷裂?睡覺能修復(fù)DNA,那如果我們熬夜…… 我們體內(nèi)的DNA時刻都在斷裂? DNA,又稱脫氧核糖核酸,是腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶四種化學(xué)堿基組成的生物遺傳物質(zhì)。 人類DNA由約30億個堿基組成,這些堿基的順序決定了機體獨特的遺傳密碼,就像字母以一定的順序排列形成不同的單詞和句子一樣。 DNA的一個重要特性是可以自我復(fù)制,在這個過程中,DNA斷裂時刻都在發(fā)生。 圖庫版權(quán)圖片,不授權(quán)轉(zhuǎn)載 導(dǎo)致DNA斷裂的原因大致可分為外源性與內(nèi)源性兩大類。 外源性因素包括物理因素(如紫外線和電離輻射)、化學(xué)因素(如化工原料、煙草等有機物)和生物因素(如病毒等)三種。 內(nèi)源性因素主要是正常細胞代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì),如脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的活性氧(ROS)和活性氮(RNS)。 這兩種物質(zhì)能夠引起氧化應(yīng)激和細胞損傷。DNA的斷裂可以造成遺傳信息的改變,引發(fā)很多遺傳病、腫瘤等。 雖然DNA斷裂時刻都在發(fā)生,但是機體也有強大DNA修復(fù)機制,DNA的斷裂和修復(fù)在DNA復(fù)制過程中同時存在。 圖庫版權(quán)圖片,不授權(quán)轉(zhuǎn)載 DNA修復(fù)要靠睡眠? 睡眠對大腦細胞中的DNA修復(fù)起著重要作用。 圖庫版權(quán)圖片,不授權(quán)轉(zhuǎn)載 盡管人體的DNA修復(fù)機制一直在工作,但是DNA的損傷無時無刻不在發(fā)生。清醒的時間越長,DNA損傷就越嚴重。 但在清醒時,DNA修復(fù)不能高效地進行,它們只在你睡覺的時候彎道超車。睡眠可以激活我們體內(nèi)的DNA修復(fù)系統(tǒng)。舉個栗子,道路養(yǎng)護工人在晚上車流較少的時候可以更好地修理路面。 科學(xué)家發(fā)現(xiàn),斑馬魚睡眠時神經(jīng)細胞中的染色體移動速度是清醒時的兩倍。這種運動使得受損的DNA能夠自我重組和修復(fù)。如果斑馬魚的睡眠時間不足6小時,DNA損傷就并沒有充分減少,在白天也會繼續(xù)睡覺。 研究發(fā)現(xiàn),一種叫做PARP1(多聚ADP核糖聚合酶1)的蛋白質(zhì)在DNA修復(fù)過程起關(guān)鍵作用。這種蛋白質(zhì)可以感知到清醒時不斷增加的DNA損傷,如果損傷達到某個閾值,它就向大腦發(fā)出信號,促進睡眠和DNA修復(fù),從而減少DNA斷裂。相反,如果抑制了PARP1,斑馬魚就不會去睡覺,DNA修復(fù)也不會發(fā)生。 DNA的修復(fù)方式包括光修復(fù)、切除修復(fù)、重組修復(fù)和SOS修復(fù)等。其中最重要和有效的修復(fù)方式是切除修復(fù)。切除修復(fù)就是切除酶將損傷的DNA切除,然后用新合成的DNA填補空隙。 |
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