• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
20.11.2021
Оксана Шолохова
53 679

Найден белок, запускающий процесс сна

4.2

Ученые открыли, что белок PARP1, отвечающий за «ремонт» поломок ДНК, способствует сну.

Данио-рерио — вид пресноводных лучеперых рыб семейства карповых / © Pixabay

Треть жизни мы проводим во сне, но его роль и механизмы по-прежнему недостаточно изучены. Мы много знаем о необходимости сна для перехода информации в долговременную память и его восстановительной природе, пусть даже иногда пренебрегаем здоровым сном и используем «сэкономленное» время для решения наших задач. Но что запускает сон? Благодаря чему мы засыпаем? И главный вопрос: сколько же часов нужно спать?

На этот вопрос пытались ответить многие российские и зарубежные ученые: проводились эксперименты по изучению «центров сна» в мозге, благодаря которым стало известно, что одними из ключевых регионов являются ядра гипоталамуса. Но на более глубоких — клеточном и молекулярном — уровнях явные механизмы еще не были показаны до настоящего момента.

Когда мы долго бодрствуем, накапливается нарастающая усталость, с которой мы боремся до тех пор, пока она не достигнет критической точки. Например, мы можем пить кофе, активный компонент которого (кофеин) связывается с рецепторами в мозге, чувствительными к аденозину — компоненту, входящему в состав нуклеиновых кислот и некоторых ферментов в организме. Аденозин накапливается в период бодрствования, и поэтому благодаря кофеину мы временно перестаем чувствовать утомление. На клеточном уровне эта усталость отражается в накоплении поломок в ДНК нейронов. Их причинами могут быть ультрафиолетовое излучение, окислительный стресс, ферментативные ошибки. Внутри клеток постоянно работают восстановительные системы — и когда мы спим, и когда бодрствуем; но когда мы погружаемся в сон, скорость восстановления превышает количество «поломок».

Ученые из университета Тель-Авива и университета имени Бар-Илана провели эксперименты на рыбках данио с помощью оптогенетики, облучения и фармакологических препаратов. Рыбки данио нуждаются во сне для восстановления. Оказалось, что направленные повреждения в ДНК нейронов действительно увеличивали потребность во сне. Измеряя уровень повреждений и варьируя количество часов сна, которое рыбки данио могли провести во сне, ученые также установили, что шесть часов являются тем минимумом, которого достаточно для восстановления. Но что же сигнализирует о необходимости восстановления и запускает сон? 

В этом исследовании, опубликованном в журнале Molecular Cell, удалось найти ответ и на этот вопрос. Ученые обратили внимание на белки, которые реагировали одними из первых в цепочке восстановления поломок ДНК. Одним из них является белок PARP1, который «отмечает» участки повреждения ДНК в клетках. Стимулируя экспрессию или блокировку этого белка, ученые установили, что увеличение экспрессии PARP1 способствует сну и усиливает зависимое от сна восстановление. При этом блокировка PARP1 нарушает сигнал о необходимости восстановления повреждений ДНК: рыбки данио переставали получать сигнал о накопившейся усталости и засыпать. Аналогичные результаты команда получила и в эксперименте на мышах. Белки PARP присутствуют и у человека, но пока еще неизвестно, играет ли PARP1 такую же роль.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Сегодня, 07:07
Мария Азарова

Согласно выводам авторов нового исследования, прием витамина D коррелирует с более низкой вероятностью того, что взрослый мужчина предпримет попытку суицида или членовредительства.

Сегодня, 10:33
Сергей Васильев

Эксперименты показали, что инъекции кисспептина могут возвращать сексуальный интерес и тягу к противоположному полу. Метод успешно работает и на мужчинах, и на женщинах, хотя нуждается в дополнительных испытаниях.

Позавчера, 13:41
Анна Новиковская

В черных дырах заключено множество тайн, и теперь астрономам удалось раскрыть одну из них: почему раскаленные диски вокруг них иногда мерцают.

2 февраля
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

31 января
ФизТех

Ученым из МФТИ и ОИВТ РАН удалось построить теоретическую модель для описания процесса роста оксидной пленки на поверхности стали в контакте с тяжелым жидкометаллическим расплавом свинец-висмут — теплоносителем, который может использоваться в реакторах нового поколения на быстрых нейтронах. Оксидная пленка — результат коррозии, но ее образование защищает от очень быстрой (жидкометаллической и межкристаллитной) коррозии. Понимание процесса коррозии стали в контакте с теплоносителем необходимо для обоснования безопасности эксплуатации подобных реакторов.

3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: