為什麼動物要睡覺？為什麼人類要浪費一天1/3的時間睡覺？睡覺是所有有神經系統的動物都必需的。儘管如此，科學家們對睡覺背後的核心細胞學功能和生物學機制卻並不清楚，在系統發生的過程中也沒有保守的分子標記物來定義睡眠細胞。
圖片來源：Nature Communications
而近日來自以色列巴伊蘭大學的科學家們揭開了睡眠背後的秘密，他們發現睡覺可以增加染色體的運動，從而減少神經元中DNA損傷的堆積，相關研究成果發表在《Nature Communications》上，題為“Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons”。
研究人員對活的斑馬魚的單個細胞中的染色體標記物進行了實時成像，發現睡眠可以增加單個神經元的染色體動力學，但是對其他兩種細胞沒有影響。
通過對睡眠、染色體動力學、神經元活動和DNA雙鏈斷裂（DSBs）的操縱，研究人員發現不睡覺的情況下染色體動力學很低，DSBs的數量會增加。反過來，睡眠會增加染色體的動力學，這對於減少DSBs的數量是至關重要的。
這些研究結果表明染色體動力學是鑑定單個睡眠細胞的潛在標記物，而睡眠的功能在於維持細胞核中染色體的穩定性。
該研究通訊作者Lior appelbaum教授說道：“我們現在找到了睡眠、染色體動力學、神經元活動和DNA損傷及修復之間的因果關係，這和所有的生物都相關。睡眠給了生物體一個減少在非睡眠條件下大腦中出現的DNA損傷累積的機會。儘管睡覺時動物對周圍環境的警覺性會降低，但是睡覺可以使動物有效的維持染色體的穩定性，這可能是睡眠在整個動物王國進化過程中都很保守的原因。”（生物谷Bioon.com）
Lior appelbaum et al. Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-019-08806-w
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