Pourquoi dormons-nous de toute façon? Le "prix de l'éveil" est élevé, selon une étude ADN

Les oiseaux le font, les abeilles le font, même les puces éduquées le font: non, ils ne tombent pas amoureux, ils dorment. Cependant, exactement Pourquoi tous les animaux dotés d'un système nerveux et endormis sont un mystère scientifique de longue date. Le sommeil est certes agréable, mais cela n’a pas vraiment de sens. Pourquoi devrions-nous passer un tiers de nos vies perdues?

Dans une étude publiée mardi dans Nature Communications, les scientifiques disent avoir compris pourquoi au niveau cellulaire.Ils expliquent que la fonction cellulaire centrale du sommeil consiste à lutter contre les dommages de l'ADN neuronal qui s'accumulent pendant les heures de veille. Le sommeil permet aux neurones d’effectuer efficacement le maintien de l’ADN, essentiel à une vie saine. Les scientifiques savent déjà que moins de sommeil est synonyme de vulnérabilité accrue à l’anxiété, à la frustration et à une mauvaise santé, mais ils sont maintenant sur le point de comprendre exactement pourquoi.

«Nous avons découvert un lien de causalité entre le sommeil, la dynamique des chromosomes, l’activité neuronale et les dommages et la réparation de l’ADN ayant une incidence physiologique directe sur l’organisme tout entier», a déclaré mardi Lior Appelbaum, responsable de l’étude. "Le sommeil donne l'occasion de réduire les dommages de l'ADN accumulés dans le cerveau pendant la veille."

Applebaum et son équipe ont examiné le lien entre le sommeil et la maintenance nucléaire en examinant l'un des organismes modèles les plus fréquemment utilisés pour des études de génétique et de développement: le poisson zèbre. Ces poissons zèbres transparents ont été génétiquement modifiés afin que les chromosomes de leurs neurones portent des étiquettes chimiques colorées. Alors que le poisson était réveillé et endormi, les scientifiques ont observé le mouvement de l'ADN et des protéines nucléaires à l'intérieur du poisson avec un microscope à haute résolution, visible dans la vidéo ci-dessus.

Ils ont constaté que lorsque le poisson était réveillé, les chromosomes étaient relativement inactifs et des brins d'ADN brisés s'accumulaient dans les neurones. Cependant, lorsque les poissons dormaient, les chromosomes sont devenus plus actifs et les dommages de l'ADN accumulés ont commencé à être réparés. Une analyse ultérieure a confirmé que pour effectuer la maintenance nucléaire, les neurones individuels ont besoin d'un animal pour s'endormir.

Selon Appelbaum, l'accumulation de dommages à l'ADN est le «prix de la veille». Pendant la veille, les chromosomes sont moins actifs, les rendant vulnérables aux dommages de l'ADN causés par les radiations, le stress oxydatif et l'activité neuronale. Le sommeil déclenche l'activité chromosomique et synchronise la maintenance nucléaire dans les neurones individuels, permettant ainsi au cerveau d'être réparé lorsqu'il n'est pas utilisé autant que pendant la journée.

«C’est comme des nids de poule sur la route», déclare Applebaum. «Les routes accumulent l'usure, en particulier pendant les heures de pointe du jour. Il est très pratique et efficace de les réparer la nuit, lorsqu'il y a peu de circulation.»

De façon anecdotique, nous savons qu’une bonne nuit de sommeil peut être réparatrice. À présent, il semble que le cerveau soit réparateur, ce qui lui permet de réparer naturellement les dommages de la journée.

Abstrait:

Le sommeil est essentiel pour tous les animaux dotés d'un système nerveux. Néanmoins, la fonction cellulaire centrale du sommeil est inconnue et il n’existe aucun marqueur moléculaire conservé pour définir le sommeil au travers de la phylogénie. L'imagerie time-lapse de marqueurs chromosomiques dans des cellules individuelles de poisson zèbre vivant a révélé que le sommeil augmente la dynamique chromosomique dans des neurones individuels mais pas dans deux autres types de cellules. La manipulation du sommeil, la dynamique des chromosomes, l'activité neuronale et les cassures double brin (DSB) de l'ADN ont montré que la dynamique des chromosomes est faible et que le nombre de DSB s'accumule pendant la veille. À son tour, le sommeil augmente la dynamique chromosomique, nécessaire pour réduire la quantité de DSB. Ces résultats établissent la dynamique des chromosomes en tant que marqueur potentiel pour définir les cellules dormantes isolées et suggèrent que la fonction de restauration du sommeil est la maintenance nucléaire.