压力大了想睡觉？因为这可能修复DNA | Genetics 论文推荐

细胞上游可能会出现许多损伤，但这些都会导致同样的行为结果，那就是睡觉。

撰文 VERONIQUE GREENWOOD

翻译 卓思琪

审校 LYW 谭坤

 

Christoph Hetzmannseder / Getty

从进化的角度来看，压力应让人高度警觉。但是有时候，压力也会让人打瞌睡。

比如说，你在感冒的时候会一直打哈欠。很多种动物也是如此，某些生物甚至会因为过热而打瞌睡。而对于某些人来说，吵架带来的压力可能还会让他们进入梦乡，这似乎在演化上很难说得通。

 

这种压力诱导的睡眠不同于人、兔、鼠甚至蛔虫等生物体每晚必须的昼夜节律睡眠。科学家研究了这种压力睡眠，并试图解释其中的原因。最近，一篇发表在 Genetics 的文章报道了一项有趣的发现：蛔虫因遭受压力而降低兴奋性的过程会受到一种能够帮助修复受损伤DNA的基因的调节。这暗示至少在某些压力导致的睡眠期间，身体可能会修补自身的基因。（论文信息见文末）

 

放射疗法会让病人感到疲惫，宾夕法尼亚大学的研究小组因此从中得到启发，将蛔虫暴露于紫外辐射下进行实验。结果显示，将蛔虫置于紫外下能让它们睡上好几个小时。

 

阳光中有紫外线导致晒伤，它可以导致突变从而提高皮肤癌风险：当基因受到了足量的损害、细胞生长不再受到足够的限制，就会导致癌症。从紫外线和基因损害的这个联系出发，研究者考虑：蛔虫的昏睡是否与 p53蛋白有关。p53拥有的许多功能与细胞周期中 DNA 的修复有关。但其中最为广知的是它能检查 DNA 错误并进行修复，防止癌症的发生。

 

拉萨尔大学客座教授 Hilary DeBardeleben 说道：“p53的这个功能太有名了。如果你的 p53基因突变了，癌症监视系统就不能好好工作，”——这样你就只剩下脆弱的肉体去迎接未来的病痛打击。在所有的癌症中都能发现 p53的突变，包括肺癌、乳腺癌以及结肠癌等等。

 

DeBardeleben 和她的同事尝试敲除蛔虫的p53基因，来观察它们在紫外下的反应是否会不同。结果非常有趣，DeBardeleben 说：“敲除p53之后，蛔虫紫外下的睡眠的确减少了。”这个结果使研究者们对自己的推测增加了些许信心：或许 p53是在提醒细胞感受压力，降低神经系统的活动、使蛔虫处于低兴奋状态，从而完成一系列通过睡眠活动给身体带来的修复机制。

 

但这个想法被否定了。进一步的实验发现，在压力睡眠中 p53的水平只在神经系统本身起作用。它或许在蛔虫受到紫外辐射后做了“某些事情”，起了催眠作用。

这会和 DNA 修复有关吗？为什么这样的睡眠要进行DNA修复？

“蛔虫在睡觉时似乎会进行 DNA 修复，但我对此不太确定。”DeBardeleben 回答道。

 

目前，研究者们仍然未得到清晰的结论，但是 DNA 损害和压力睡眠的联系仍是一个研究这一行为起源的新角度。其他的实验组还发现，一些压力睡眠中热变性的蛋白被更新了。这一点并没有表现在蛔虫上；可能其他生物体内有这样的表现。从某种角度来看，对压力诱导睡眠这一行为拥有多种解释也是意料之中。这种睡眠的诱发原因很多，从被太阳晒伤到让人紧张的邮件——这就好比在不同情况下，身体的同一个行为的不同反应；而其中起作用的角色也不尽相同。“细胞上游可能会出现许多损伤，但这些都会导致同样的行为结果，” DeBardeleben 回应道：“那就是睡觉。”

 

原文地址：https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/01/stress-and-sleep/550778/

相关论文信息

【标题】Stress-Induced Sleep After Exposure to Ultraviolet Light Is Promoted by p53 in Caenorhabditis elegans.

【论文地址】http://www.genetics.org/content/207/2/571

【作者】DeBardeleben HK,Lopes LE,Nessel MP, Raizen DM

【期刊】Genetics

【DOI】10.1534/genetics.117.300070

【摘要】Stress-induced sleep (SIS) in Caenorhabditis elegans is important for restoration of cellular homeostasis and is a useful model to study the function and regulation of sleep. SIS is triggered when epidermal growth factor (EGF) activates the ALA neuron, which then releases neuropeptides to promote sleep. To further understand this behavior, we established a new model of SIS using irradiation by ultraviolet C (UVC) light. While UVC irradiation requires ALA signaling and leads to a sleep state similar to that induced by heat and other stressors, it does not induce the proteostatic stress seen with heat exposure. Based on the known genotoxic effects of UVC irradiation, we tested two genes, atl-1 and cep-1, which encode proteins that act in the DNA damage response pathway. Loss-of-function mutants of atl-1 had no defect in UVC-induced SIS but a partial loss-of-function mutant of cep-1, gk138, had decreased movement quiescence following UVC irradiation. Germline ablation experiments and tissue-specific RNA interference experiments showed that cep-1 is required somatically in neurons for its effect on SIS. The cep-1(gk138) mutant suppressed body movement quiescence controlled by EGF, indicating that CEP-1 acts downstream or in parallel to ALA activation to promote quiescence in response to ultraviolet light.

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