分子细胞:我们如何知道自己需要睡觉了？ PA蛋白 DNA修复

邓文龙

我们如何知道自己需要睡觉了？

环球科学

2021/11/24

论文
论文标题：Parp1 promotes sleep, which enhances DNA repair in neurons
作者：David Zada, Yaniv Sela, Noa Matosevich, Adir Monsonego, Tali Lerer-Goldshtein, Yuval Nir, Lior Appelbaum
期刊：Molecular Cell
发表时间：2021/11/18
数字识别码：10.1016/j.molcel.2021.10.026
摘要：
The characteristics of the sleep drivers and the mechanisms through which sleep relieves the cellular homeostatic pressure are unclear. In flies, zebrafish, mice, and humans, DNA damage levels increase during wakefulness and decrease during sleep. Here, we show that 6 h of consolidated sleep is sufficient to reduce DNA damage in the zebrafish dorsal pallium. Induction of DNA damage by neuronal activity and mutagens triggered sleep and DNA repair. The activity of the DNA damage response (DDR) proteins Rad52 and Ku80 increased during sleep, and chromosome dynamics enhanced Rad52 activity. The activity of the DDR initiator poly(ADP-ribose) polymerase 1 (Parp1) increased following sleep deprivation. In both larva zebrafish and adult mice, Parp1 promoted sleep. Inhibition of Parp1 activity reduced sleep-dependent chromosome dynamics and repair. These results demonstrate that DNA damage is a homeostatic driver for sleep, and Parp1 pathways can sense this cellular pressure and facilitate sleep and repair activity.

所属学科：
生物

在我们清醒的时候，紫外线、神经元活动、辐射等各种因素可能会导致神经元DNA损伤。虽然细胞内的修复系统会修复这些DNA损伤，但在清醒状态下，这些损伤依然会持续积累，甚至可能达到较危险的水平，这时就需要通过睡眠来进行更高效的修复。然而，我们是如何知道自己需要睡眠的呢？新发表于《分子细胞》的一项研究指出，神经元DNA的损伤会刺激睡眠的需求。


科学家在斑马鱼中诱导DNA损伤，发现当DNA损伤积累到某一阈值时，其稳态睡眠压力（疲乏程度）也会到达临界点，这会促使斑马鱼睡眠，而睡眠可以促进DNA修复。进一步研究表明，一种DNA损伤探测分子——PARP1蛋白——在这一机制中起到关键作用。当DNA发生损伤后，PARP1会迅速反应，标记出DNA的损伤位点，并募集DNA修复系统。过表达PARP1会促进睡眠，并加强DNA损伤修复效果；反之则会抑制睡眠，并阻断需要修复DNA损伤的信号。此外，在小鼠中开展的实验也发现，抑制PARP1活性会降低非快速眼动睡眠的时长和质量，表明PARP1能向大脑发出“机体需要睡眠”的信号。  


文章标签
神经元DNA损伤
睡眠压力
PARP1蛋白
DNA修复系统
非快速眼动睡眠

https://www.linkresearcher.com/t ... 3-9393-bdd7139bd3d9

https://www.sciencedirect.com/sc ... 21009333?via%3Dihub

https://www.cell.com/molecular-cell/pdf/S1097-2765(21)00933-3.pdf

别熬夜！别熬夜！只有睡觉，才能修复DNA损伤

http://news.bioon.com/article/6794424.html



自然  自然评论分子细胞生物学  评论文章  文章

发表： 2017 年 7 月 5 日

PARP1 在 DNA 修复和染色质重塑中的多方面作用:

https://www.nature.com/articles/nrm.2017.53

自然评论分子细胞生物学 体积 18、 页610–621 ( 2017 )引用这篇文章

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指标细节

关键点
聚（ADP-核糖）聚合酶 1 (PARP1) 是第一个被鉴定的 PARP 家族成员。PARP 家族现在包括 18 名成员。

PARP1 翻译后修饰自身和一系列在不同细胞过程中具有不同作用的其他蛋白质。

PARP1 的催化活性负责介导多种 DNA 损伤修复途径。

PARP1 在稳定 DNA 复制叉方面起着至关重要的作用。

PARP1 在重塑染色质中的作用与其在 DNA 修复中的作用重叠。

PARP1 抑制是治疗缺乏通过同源重组修复 DNA 双链断裂的癌症的有吸引力的策略。

抽象的
细胞暴露于各种内源性和外源性损伤，这些损伤会导致 DNA 损伤，如果未修复，会损害基因组完整性并导致各种疾病的发展，包括癌症。最近的证据表明聚（ADP-核糖）聚合酶 1 (PARP1) 参与各种 DNA 修复途径和维持基因组稳定性。因此，PARP1 的抑制作用在临床上被用于治疗各种癌症，包括 DNA 修复缺陷的卵巢癌、乳腺癌和前列腺癌。了解 PARP1 在维持基因组完整性中的作用不仅对于设计新型化疗药物很重要，而且对于深入了解癌细胞的化疗耐药机制也至关重要。在这篇综述中，我们讨论了 PARP1 在介导 DNA 代谢各个方面的作用



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