חדשות בר-אילן

משרד הדוברות טל': 03-531-8121 פקס: 03-738-4079 Spokesman.Office@mail.biu.ac.il
  • פרופ' ליאור אפלבום, הפקולטה למדעי החיים והמרכז לחקר המח, אוניברסיטת בר-אילן

    פרופ' ליאור אפלבום, הפקולטה למדעי החיים והמרכז לחקר המח, אוניברסיטת בר-אילן

    שינה מגבירה את תנועת הכרומוזומים בתאי עצב במוח ומאפשרת תיקון יעיל של הנזק שנגרם לדנ"א במהלך שעות הערות

    תאריך: 2019-03-07 שעה: 10:56

    למה בעלי חיים ישנים? למה בני אדם "מבזבזים" שליש מחייהם על שינה? במהלך האבולוציה נותרה השינה תהליך אוניברסלי וחיוני לכלל האורגניזמים בעלי מערכת עצבים, כולל חסרי חוליות כגון זבובים, תולעים, ואפילו מדוזה. אבל הסיבה מדוע בעלי חיים ישנים - למרות האיום הגובר מפני טורפים - עדיין נשארת בגדר תעלומה ונחשבת בין השאלות הגדולות ביותר שלא נענו במדעי החיים.

    במחקר חדש שפורסם בכתב העת Nature Communications, חוקרים באוניברסיטת בר-אילן, בראשם פרופ' ליאור אפלבום מהפקולטה למדעי החיים והמרכז לחקר המוח, חשפו תפקיד חדש ובלתי צפוי לשינה, שלדעתם יכול להסביר כיצד שינה והפרעות שינה משפיעות על תפקוד המוח, ההזדקנות, מחלות והפרעות מוחיות שונות.

    באמצעות טכניקות הדמית תלת מימד וצילום מתמשך בזמן אמיתי שנעשו בדג זברה, הצליחו החוקרים להגדיר שינה ברזולוציה של כרומוזום בודד ולהראות, בפעם הראשונה, כי תאי עצב בודדים נזקקים לשינה כדי לבצע תחזוקה של גרעין התא.

    נזק ל- DNA יכול להיגרם על ידי תהליכים רבים, כולל קרינה, עקה חמצונית, ואפילו פעילות חשמלית של הנוירונים. מערכות תיקון הדנ"א מתוכננות לתקן את הנזק הזה. העבודה הנוכחית מראה כי במהלך הערות, כאשר התנועה של הכרומוזום נמוכה, נגרם נזק ל- DNA שמצטבר באופן עקבי ויכול אף להוות סיכון בריאותי.

    על פי החוקרים אחד מתפקידי השינה הוא להגדיל את התנועה של הכרומוזומים ולהחזיר את רמות הנזק ב DNA לרמה תקינה בכל תא עצב. ככל הנראה, תהליך תחזוקת ה DNA בתאי עצב אינו יעיל מספיק במהלך תקופת הערות ולכן דורש תקופת שינה כדי לפעול כראוי. "זה כמו מהמורות וחורים בכביש", אומר פרופ' ליאור אפלבום "כבישים צוברים בלאי, במיוחד בשעות העומס בשעות היום, ולכן הכי נוח ויעיל לתקן אותם בשעות הלילה, כשיש תנועה דלילה".

    פרופ' אפלבום מתאר את הצטברות הנזק לדנ"א בתאי עצב במוח כ- "מחיר של ערות". הוא והסטודנט שלו, דוד זאדה, דוקטורנט והכותב הראשון של המאמר, כמו גם שותפים נוספים למחקר, ד"ר טלי לרר-גולדשטיין, ד"ר אירנה ברונשטיין ופרופ' יובל גרעיני, שיערו כי השינה מאחדת ומסנכרנת את התחזוקה של ה דנ"א בתאי עצב בודדים.

    התגלית שלהם הושגה בזכות מאפייניו הייחודים של דג הזברה. מאחר והדגים שקופים ומבנה ותפקוד המוח דומה לבני אדם, דגי הזברה הינם אורגניזם מושלם שבו יכל צוות המחקר ללמוד על פעילות תא בודד בתוך גוף חי בתנאים פיזיולוגיים. באמצעות מיקרוסקופ ברזולוציה גבוהה, ניתן להבחין בתנועה של דנ"א וחלבונים גרעיניים בתוך התא - בזמן שהדגים ערים וישנים. החוקרים הופתעו במיוחד לגלות כי כרומוזומים נעים יותר בלילה, כאשר הגוף ישן, ופעילות מוגברת זו מאפשרת את יעילות התיקון לנזק ל- DNA.

    התוצאות הראו כי התנועה הכרומוזומית היא סימן אפשרי להגדרת שינה בתא בודד, ומציעות ששיקום ותחזוקת גרעין התא נעשים בזמן השינה. "מצאנו קשר סיבתי בין השינה, הדינמיקה של הכרומוזום, הפעילות העצבית, הנזק והתיקון של ה- DNA עם הרלוונטיות הפיזיולוגית לאורגניזם כולו", אמר פרופ' אפלבום. "השינה מאפשרת את ההזדמנות להפחית את הנזק שנצבר במוח במהלך שעות הערות".

    "למרות הסיכון של חוסר עירנות לסביבה בזמן שינה כולל איומים מפני טורפים, בעלי חיים - החל ממדוזות ועד דג הזברה ובני אדם - צריכים לישון כדי לאפשר לתאי העצב שלהם לבצע תחזוקה יעילה של הדנ"א, וזו אולי הסיבה לכך שהשינה התפתחה ונשמרת כל כך בממלכת החי", מסכם פרופ' אפלבום.