清醒與睡眠階段的熬夜DNA斷裂與修復(fù)示意圖（圖片來源：Dr。 David Zada）
（神秘的只有拯救正斷北京美女快餐外圍上門外圍女（微信180-4582-8235）提供1-2線熱門城市快速安排30分鐘到達(dá)地球uux.cn報(bào)道）據(jù)學(xué)術(shù)經(jīng)緯：今天是周末，所以你昨晚熬夜了吧？睡覺毫無疑問，睡眠是別再人類最基本的需求。先不說連續(xù)幾天不睡覺這種可能致死的熬夜極端情況，即使是只有拯救正斷長(zhǎng)期睡眠不足，也已經(jīng)與阿爾茨海默病、睡覺肥胖、別再癌癥、熬夜學(xué)習(xí)能力下降等等一系列問題緊密聯(lián)系在一起。只有拯救正斷我們需要睡眠，睡覺似乎不難理解。別再北京美女快餐外圍上門外圍女（微信180-4582-8235）提供1-2線熱門城市快速安排30分鐘到達(dá)
但當(dāng)我們從演化的熬夜角度思考，卻發(fā)現(xiàn)這是只有拯救正斷一個(gè)仍有待破解的難題。從線蟲、果蠅到我們?nèi)祟悾邔?duì)于所有擁有神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)物來說都是不可或缺的。但不要忘了，這些動(dòng)物時(shí)刻都是生存競(jìng)爭(zhēng)的一環(huán)。在睡眠時(shí)，喪失警惕的動(dòng)物更容易被捕食，那么它們?yōu)槭裁醇词故敲爸劳龅娘L(fēng)險(xiǎn)也要睡覺？在一項(xiàng)發(fā)表于Molecular Cell的新研究中，來自以色列的研究團(tuán)隊(duì)在斑馬魚中找到了睡眠的新作用，這也使得我們距離揭開睡眠之謎又近了一步。
我們的一個(gè)直觀感受是，保持清醒狀態(tài)的時(shí)間越長(zhǎng)，就越容易困倦、想要睡覺。科學(xué)家用“穩(wěn)態(tài)睡眠壓力”來表示動(dòng)物對(duì)睡眠的需求。這種睡眠壓力在清醒狀態(tài)下增加，入睡之后減少。那么，是什么導(dǎo)致睡眠壓力增加至臨界點(diǎn)，讓我們不得不去睡覺；夜間入睡時(shí)，這種壓力又是怎樣減少的？
此前的研究為我們提供了線索——同樣在清醒與睡眠狀態(tài)之間交替的，是機(jī)體內(nèi)的DNA損傷與修復(fù)。
清醒狀態(tài)下，受紫外線照射、神經(jīng)元活動(dòng)、輻射、氧化應(yīng)激等因素的影響，DNA損傷在包括神經(jīng)元在內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)積累，這其中就包含了DNA雙鏈斷裂。如果這樣的損傷積累下去，會(huì)對(duì)機(jī)體健康造成嚴(yán)重影響，誘發(fā)認(rèn)知衰退、癌癥等疾病。
好在，機(jī)體內(nèi)還有DNA修復(fù)機(jī)制。無論是睡眠還是清醒狀態(tài)下，每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的修復(fù)系統(tǒng)都在持續(xù)修好斷裂的DNA。但在清醒狀態(tài)下，神經(jīng)元中的DNA損傷依舊持續(xù)積累，這會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷積累到危險(xiǎn)的水平。這一事實(shí)也提醒人們：起到?jīng)Q定性作用的，或許是睡眠階段的高效修復(fù)。
為了尋找睡眠與DNA損傷/修復(fù)的確切關(guān)系，研究團(tuán)隊(duì)利用經(jīng)典模式動(dòng)物斑馬魚進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。為此，他們通過能導(dǎo)致神經(jīng)元異常興奮的藥劑，使得斑馬魚保持在清醒狀態(tài)。隨后，他們檢測(cè)了斑馬魚神經(jīng)元中DNA雙鏈斷裂的情況。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這時(shí)神經(jīng)元中DNA雙鏈斷裂顯著增多。隨著DNA損傷的積累，個(gè)體對(duì)于睡眠的需求也在增加。而到了某個(gè)時(shí)刻，DNA損傷積累達(dá)到閾值時(shí)，在穩(wěn)態(tài)睡眠壓力的誘導(dǎo)下，斑馬魚就進(jìn)入睡眠狀態(tài)。
在明確了DNA損傷的積累是誘發(fā)睡眠的驅(qū)動(dòng)力后，研究者進(jìn)一步找到了斑馬魚為了減少睡眠壓力與DNA損傷所需的最短睡眠時(shí)間：6個(gè)小時(shí)。6個(gè)小時(shí)的睡眠足夠減輕DNA損傷；而不足6小時(shí)時(shí)，DNA損傷無法得到修復(fù)，這時(shí)斑馬魚會(huì)在白天繼續(xù)睡覺。
那么，具體又是哪些分子與神經(jīng)機(jī)制參與了這個(gè)過程？這項(xiàng)研究隨后進(jìn)行了深入的探討。
研究人員通過熒光標(biāo)記了修復(fù)蛋白，發(fā)現(xiàn)在睡眠狀態(tài)下，Rad52和Ku80這兩種修復(fù)蛋白在神經(jīng)元中積累，幫助機(jī)體在無意識(shí)間修復(fù)損傷。
隨后的研究發(fā)現(xiàn)，一種名為PARP1的蛋白質(zhì)在相關(guān)神經(jīng)機(jī)制中扮演者關(guān)鍵角色。作為DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)的一部分，PARP1是最早響應(yīng)的蛋白質(zhì)之一。它標(biāo)記了細(xì)胞中DNA損傷的位置，并召集所有相關(guān)系統(tǒng)來清除損傷。與DNA損傷一樣，PARP1在斷裂位點(diǎn)聚集的情況在清醒時(shí)更多見；睡眠時(shí)則較為減少。研究團(tuán)隊(duì)在控制斑馬魚過量表達(dá)PARP1時(shí)，也促進(jìn)了與睡眠相關(guān)的修復(fù)；相反，抑制PARP1則關(guān)閉了進(jìn)行DNA修復(fù)的信號(hào)，這時(shí)斑馬魚根本沒有意識(shí)到自己困了，也不會(huì)去睡覺。在隨后的研究中，這支團(tuán)隊(duì)還對(duì)小鼠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)PARP1起到類似的效果。這也進(jìn)一步證實(shí)了在斑馬魚中的發(fā)現(xiàn)。
這項(xiàng)研究的通訊作者，以色列巴伊蘭大學(xué)的Lior Appelbaum教授表示：“PARP1到達(dá)特定的閾值時(shí)，會(huì)驅(qū)使個(gè)體去睡覺，同時(shí)告訴大腦：你需要睡覺了。否則，你會(huì)積累過量的DNA損傷。”Appelbaum教授指出，了解PARP1如何明確對(duì)于睡眠的需求，是研究團(tuán)隊(duì)的下一個(gè)目標(biāo)。
而對(duì)于我們來說，保持充足睡眠的又一個(gè)重要原因被揭開了。
為了你的DNA完整與機(jī)體健康，今晚還繼續(xù)熬夜嗎？
參考鏈接：
[1]  David Zada et al。， Parp1 promotes sleep， which enhances DNA repair in neurons。 Molecular Cell  https：//doi.org/10.1016/j.molcel.2021.10.026  （2021）。
[2] How do we know we‘re tired？。 Retrieved Nov 18， 2021 from https：//www.eurekalert.org/news-releases/934950