我們為什麼要睡覺?《Nature》解答:清掃傷痕累累的DNA

2019-03-08T10:27:57+08:002019-03-08|頭條, 最新文章, 熱門推薦, 健康新知|

為什麼人類需要花每天將近1/3的時間睡覺?甚至不只是人類,只要是有神經系統的生物,都需要睡覺。這被認為是生命科學中最重要的未解問題之一。不過,近期發表在《Nature Communications》上的文章可能可以回答這個問題。

以色列巴伊蘭大學的研究人員在研究斑馬魚的細胞時發現,睡眠與DNA損傷修復有著密不可分的關係。DNA的損傷可能由許多原因引起,包括輻射、神經元活動等等。每個細胞內,都有DNA修復系統可以修復這種損傷。

不過研究表明,在清醒時,修復系統動力較低,DNA損傷會不斷累積;睡眠的作用是增加修復系統動力,使每個神經元中DNA損傷正常化。修復過程在清醒期間效率不高,睡眠時大腦輸入的指令較少,清掃的效率才會高。

「這就像填補路上的坑洞,道路使用過一段時間後就需要修補,但是在白天的高峰時段修補的效率很差,在夜間交通稀少的時候修路,才是最方便和最有效的,」巴伊蘭大學生命科學學院教授Lior Appelbaum舉例。

「我們發現了睡眠、染色體動力學、神經元活動、DNA損傷和修復與整個生物體有直接的生理相關性,睡眠有助於減少清醒時大腦中積累的DNA損傷,」Appelbaum說,「儘管睡眠時,有對周遭環境降低警覺性的風險,但生物體必須睡眠,讓神經元執行DNA維護。這可能是在進化過程中,包括人類的所有動物仍保留著『睡眠』的原因。」

參考資料:Sleep increases chromosome dynamics that clear out DNA damage accumulated during waking hours

期刊小檔案:《Nature Communications》是一本開放取用的多科學期刊,致力於在生物,物理、化學和地球科學的所有領域發表高品質的研究。 該期刊發表的論文代表了每個領域專家的重要進展。

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文/林以璿 圖/許嘉真