همه موجودات جهان و حتی جانورانی که یک سیستم عصبی ابتدایی داشته باشد به خواب رفته و به آن احتیاج دارد. خواب یک مرحله بیولوژیکی حیاتی بوده اما اینکه دقیقاً چرا به آن نیاز داریم همچنان بی پاسخ مانده است.
مطالعات جدید در راستای سعی در کشف قطعه جدیدی از این معما، نشان می دهد پروتئینی که در ترمیم دی ان ای نقش دارد به مغز سیگنال می دهد که زمان خواب فرا رسیده است.
انسان ها همگی با چرخه روزانه حیات خود آشنا هستند. با فرض داشتن خواب کافی شبانه، با احساس شادابی از خواب بیدار شده، سپس با گذشت روز، دچار خستگی شده و این مقدار تا جایی پیش می رود که دیگر قادر به انجام کار دیگری نبوده و نیاز شدید به خواب دارید و هر چه بیشتر بیدار بمانید، این نیاز تقویت می شود. این خستگی از منظر پزشکی بیشتر با اصطلاح فشار خواب هموستاتیک شناخته می شود.
اما سوال اصلی این است که مکانیسم واقعی پشت این فشار خواب چیست؟
پیشتر محققان دانشگاه بارایلان (Bar-Ilan) دریافته بودند که این موضوع شامل آسیب دی ان ای (DNA) در نورون‌ها است. تحقیقات نشان داد، این فشار می تواند ناشی از فرآیندهای طبیعی بیولوژیکی و همچنین عوامل محیطی مانند نور یو وی (UV) یا قرار گرفتن در معرض تشعشعات باشد.
مکانیسم‌های ترمیم بدن دائماً برای رفع آسیب کار می‌کنند، اما وقتی مغز بیدار است نمی‌توانند این کار را سریع انجام دهند بنابراین تنها شانس این ترمیم ها در هنگام خواب است. به گزارش سیناپرس، فرآیندی که در آن بدن شبیه به تیمی از کارگران می شود که شب ها، زمانی که ترافیک کمتری وجود دارد، چاله های جاده را تعمیر می کنند.
در مطالعات جدید، محققان این فرآیند را با دقت بیشتری بررسی کرده تا به رابطه بین آسیب دی ان ای به نورون‌ها پی برند. این تیم پژوهشی، مطالعاتی را با استفاده از گورخرماهی که مغزی مشابه مغز انسان ولی ساده تر دارد آغاز کرد. پژوهشگران با استفاده از مواد شیمیایی، تشعشع و نور، آسیب DNA را در نورون های این جانور ایجاد کرده و دریافتند دقیقاً در زمانی که آسیب به نقطه خاصی می رسد، ماهی به خواب می رود.
در ادامه این مطالعه، فعالیت بیشتر پروتئین های ترمیم کننده DNA در هنگام خواب ماهی ها شناسایی و محققان دریافتند که اگر ماهی مورد مطالعه زودتر از حد معمول بیدار شود، یعنی کمتر از شش ساعت بخوابد، آسیب DNA به قوت خود باقی مانده و جاندار تمایل به ادامه خواب خواهد داشت.
این پژوهش منجر به کشف جالب نقش پروتئینی به نام PARP1 شد. این پروتئین نقش کلیدی در سیستم ترمیم DNA دارد که به سرعت به آسیب ها پاسخ داده و اجزای ترمیم کننده بدن را تنظیم می کند. بنابراین، سطح PARP1 همیشه در طول روز افزایش و در طول خواب کاهش می یابد.
در آینده پژوهشگران به بررسی نقش PARP1 درترمیم DNA انسان خواهند پرداخت که منجر به بررسی کارکرد این مکانیسم برای انسان خواهد شد.
شرح کامل این پژوهش درمجله Molecular Cell منتشر شده است.
