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Nachtruhe: Im Schlaf reparieren Neurone ihr Erbgut

Nervenzellen scheinen den Schlaf zu nutzen, um Schäden an ihrem Genom zu reparieren. Zu diesem Schluss kommt eine Arbeitsgruppe um den Schlafforscher Lior Appelbaum von der Bar-Ilan-Universität in Ramat-Gan. Das israelische Team untersuchte, wie sich die Träger der Erbinformation, die Chromosomen, in einzelnen Neuronen von Zebrabärbling-Larven verhalten. Zeitrafferaufnahmen der Zellen zeigen, dass sich die Chromosomen kaum bewegen, solange eine Nervenzelle aktiv ist. Dabei sammeln sich allerdings DNA-Schäden an, bei denen beide Stränge der DNA-Doppelhelix an der gleichen Stelle brechen. Um diese potenziell gefährlichen Doppelstrangbrüche zu reparieren, müssen sich die Chromosomen viel stärker bewegen können, als es während der Nervenaktivität im Wachzustand geschieht.

Wie Appelbaums Team zeigt, bewegen sich die Chromosomen in der Ruhephase doppelt so stark. Das ist genug, um die während der Wachphase angesammelten Schäden auszubessern. Der Befund passt zu früheren Ergebnissen, die auf einen Zusammenhang zwischen Schlaf und DNA-Reparatur hindeuten.

Die Arbeitsgruppe behauptet nicht, damit den ultimativen Nutzen des Schlafs gefunden zu haben. Studien haben gezeigt, dass dieser für so unterschied­liche Aspekte wichtig ist wie die Regulierung der Immunreaktion und die Müllabfuhr im Gehirn. Allerdings ist das Team der Ansicht, mit der Chromosomendynamik einen aussichtsreichen molekularen Marker gefunden zu haben, an dem sich Schlaf selbst bei den einfachsten Tieren auf zellulärer Ebene festmachen lässt. Womöglich, schreiben Appelbaum und sein Team, begannen die ersten Wesen mit Nerven­system tatsächlich zu schlafen, damit das Erbgut ihrer Neurone die Schäden des Tages reparieren kann.

6/2019

Dieser Artikel ist enthalten in Gehirn&Geist 6/2019

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  • Quelle
Nature Communications 10.1038/s41467-019-08806-w, 2019