Ученые обнаружили главный секрет сна

На протяжении эонов эволюции все организмы с нервной системой, включая мух червей и медуз, нуждались во сне. Удивительно, но причина, по которой животные спят, несмотря на постоянную угрозу со стороны хищников, до сих пор остается загадкой и считается одним из самых главных оставшихся без ответа вопросов в науках о жизни.

Однако, похоже, ученые раскрыли и эту тайну. Исследователи из Университета имени Бар-Илана в Израиле обнаружили новую и неожиданную функцию сна.

В поисках ответа специалисты обратились к рыбкам данио-рерио. Обладая прозрачностью и мозгом, очень похожим на человеческий, рыбки данио-рерио являются идеальным организмом, на котором можно изучать отдельные клетки живого животного в естественных условиях.

С помощью микроскопа высокого разрешения и трехмерной покадровой съемки ученые наблюдали движение ДНК и ядерных белков в клетках внутри рыбок, когда те бодрствуют и спят. Исследователи с удивлением обнаружили, что хромосомы более активны ночью, когда тело рыбки отдыхает, но именно эта повышенная активность позволяет эффективно восстанавливать повреждения ДНК.

Повреждение ДНК может быть вызвано многими процессами, включая радиацию, окислительный стресс и даже активность нейронов. Исследование показало, что во время бодрствования, когда динамика хромосом низкая, повреждение ДНК постоянно накапливается и может достигать небезопасных уровней. Можно сказать, что накопление повреждений ДНК — это цена за бодрствование.

Сон уменьшает повреждения ДНК, накопленные в мозге во время дневной активности. Роль сна заключается в увеличении динамики хромосом и нормализации ДНК в каждом отдельном нейроне. Проводить «ремонтные работы» в период бодрствования, скорее всего, просто нецелесообразно.

Ученые полагают, что обнаружили причинно-следственную связь между сном, динамикой хромосом, нейрональной активностью и восстановлением ДНК, имеющим огромное значение для всего организма. Все это отчасти объясняет, почему сон сохранился в животном мире на протяжении миллиардов лет. По сути, с помощью сна информация, записанная в ходе эволюции, сохраняет себя в мировом масштабе.