20 ноября
Оксана Шолохова

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.
24 ноября
Ольга Иванова

Исследование международного коллектива специалистов пролило свет на внезапное похолодание, произошедшее 34 миллиона лет назад и способствовавшее образованию антарктических ледяных щитов.

Вчера, 14:21
Ольга Иванова

Исследовательская группа из Великобритании провела эксперимент и выяснила, какие факторы могут быть причиной удовольствия, получаемого от объятий.

Позавчера, 11:34
Илья Ведмеденко

Российские инженеры спроектировали самолет для межконтинентальных полетов в стратосфере. Его можно назвать условным аналогом британского Skylon.

23 ноября
Мария Азарова

Международная команда ученых на примере более чем 30 тысяч жителей Западной Европы и США оценила связь между возникновением сердечной недостаточности и приемом аспирина.

21 ноября
Александр Березин

Зачем Россия во время испытания нового оружия создала кучу обломков, угрожающих МКС? Верно ли, что подобные действия сделают ближний космос непригодным к использованию? Naked Science рассказывает, почему ответы на оба эти вопроса — совсем не такие, как кажется.

20 ноября
Алиса Гаджиева

Черная смерть (вторая большая европейская пандемия чумы), которая собирала свой урожай с XIV по XIX век, убила, по, некоторым оценкам, до 60% населения Европы времен Столетней войны. А в VI веке с ее предшественницей столкнулась бурно развивающаяся после многих десятилетий кризиса Восточная Римская империя. Византия устояла, несмотря на гибель десятков процентов населения. Но первая чума нанесла по ней ужасающий удар — не дав вернуть былое могущество. Некоторые предполагают, что империя выжила, так как пандемия была «несущественной». Naked Science разбирается, насколько верно это утверждение.

3 ноября
Ольга Иванова

Исследований на эту тему, как ни странно, мало, хотя предположений — великое множество. По мнению ученых из Венгрии, одна из причин такого поведения — высокая концентрация внимания на речи хозяина, а еще это означает, что собака слышит знакомое слово.

28 октября
Мария Азарова

Все образцы продукции популярных ресторанов быстрого питания, протестированные американскими учеными, содержали один или несколько видов фталатов либо других пластификаторов.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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: