Neden Yine de Uyuyoruz? DNA Çalışması "Uyanıklık Ücreti" Yüksek, Diyor.

Kuşlar yapar, arılar yapar, hatta eğitimli pireler yapar: Hayır, aşık olmazlar, uyurlar. Ancak, tam olarak niye ya uyumak için geliştirilen sinir sistemi olan tüm hayvanlar uzun zamandır devam eden bir bilimsel gizem olmuştur. Slumber kesinlikle harika hissediyor, ancak tam olarak mantıklı gelmiyor - neden hayatımızın üçte birini geçerek geçirelim?

Salı günü yayınlanan bir çalışmada Doğa İletişimi Bilim adamları neden hücresel düzeyde olduğunu çözdüklerini söylüyorlar.Uykunun temel hücresel işlevi, uyanık saatlerde biriken nöronal DNA hasarıyla mücadele etmektir. Uyku, nöronların sağlıklı bir yaşam için gerekli olan verimli DNA bakımını gerçekleştirmelerini sağlar: Bilim adamları zaten daha az uykunun kaygı, hayal kırıklığı ve hastalığa karşı daha fazla savunmasızlık anlamına geldiğini zaten biliyorlar, ancak şimdi durumun neden böyle olduğunu tam olarak anlamaya daha yakınlar.

Çalışma lideri Lior Appelbaum, Salı günü yaptığı açıklamada, “Uyku, kromozom dinamikleri, nöronal aktivite ve DNA hasarı ile onarım arasında tüm organizma ile doğrudan fizyolojik olarak ilişkili bir nedensel bağlantı bulduk” dedi. “Uyku, uyanıklık sırasında beyinde biriken DNA hasarını azaltmak için bir fırsat verir.”

Applebaum ve ekibi, genetik ve gelişimsel çalışmalar için en sık kullanılan model organizmalardan birini inceleyerek uykunun nükleer bakımla nasıl bağlantılı olduğunu inceledi: zebra balığı. Bu saydam zebra balığı genetik olarak tasarlandı, böylece nöronlarındaki kromozomlar renkli kimyasal etiketler taşıyordu. Balıklar uyanık ve uyurken, bilim adamları yukarıdaki videoda görülebilen yüksek çözünürlüklü bir mikroskopla balık içindeki DNA ve nükleer proteinlerin hareketini gözlemlediler.

Balıklar uyanık olduğunda, kromozomların göreceli olarak etkin olmadıklarına ve nöronlarda biriken DNA parçalarının toplandığına tanık oldular. Bununla birlikte, balık uyurken kromozomlar daha aktif hale geldi ve biriken DNA hasarı onarılmaya başladı. Daha sonra yapılan analizler, nükleer bakım yapmak için, tek nöronların uyumak için bir hayvana ihtiyacı olduğunu doğruladı.

Appelbaum'a göre DNA hasarının birikmesi “uyanıklığın bedeli” dir. Uyanıklık sırasında, kromozomlar daha az aktiftir, bu da radyasyon, oksidatif stres ve nöronal aktivitenin neden olduğu DNA hasarına karşı savunmasız kalmasını sağlar. Uyku, kromozomal aktiviteyi başlatır ve bireysel nöronlar içindeki nükleer bakımı senkronize ederek beynin gün içinde olduğu kadar kullanılmadığı zamanlarda onarılmasını sağlar.

Applebaum “Yoldaki çukurlar gibi” diyor. “Yollar, özellikle gündüz yoğun saatlerde aşınma ve yıpranma biriktiriyor ve hafif trafik olduğunda geceleri bunları düzeltmek en uygun ve verimli” dedi.

Önceden, iyi bir gece uykusunun restoratif olabileceğini biliyoruz. Şimdi de beyin için ölçülebilir bir şekilde onarıcı olduğu ve günün zararını doğal olarak iyileştirebildiği anlaşılıyor.

Özet:

Uyku, sinir sistemi olan tüm hayvanlar için gereklidir. Bununla birlikte, uykunun çekirdek hücresel fonksiyonu bilinmemektedir ve filogeniyi genelinde uykuyu tanımlamak için korunmuş bir moleküler belirteç yoktur. Canlı zebrabalıklarının tek hücrelerinde kromozomal markörlerin zaman atlamalı görüntülenmesi, uykunun bireysel nöronlarda kromozom dinamiklerini arttırdığını ancak diğer iki hücre tipinde olmadığını ortaya çıkardı. Uykunun manipülasyonu, kromozom dinamikleri, nöronal aktivite ve DNA çift iplik kopmaları (DSB'ler), kromozom dinamiğinin düşük olduğunu ve uyanıklık sırasında DSB'lerin biriktiğini göstermiştir. Sırayla uyku, DSB miktarını azaltmak için gerekli olan kromozom dinamiklerini arttırır. Bu sonuçlar, tek uyku hücrelerini tanımlamak için potansiyel bir belirteç olarak kromozom dinamikleri oluşturur ve uykunun restoratif işlevinin nükleer bakım olduğunu öne sürer.