DNA损伤调节具有不同生物节律的基本腔肠动物的睡眠驱动力

睡眠是所有具有神经系统的动物共有的行为，从腔肠动物到人类均是如此。考虑到生存风险，为什么基本谱系中发生睡眠演化以及它为夜行性和昼行性无脊椎动物简单神经网络提供了哪些基本好处，仍然是不清楚的。我们使用行为标准在倒挂水母（Cassiopea andromeda）和小海葵（Nematostella vectensis）中实证定义了睡眠。光线和体内平衡是C.andromeda睡眠的主要驱动因素，该物种在夜间睡眠并在中午打盹，无论是在实验室还是自然栖息地中。相反，生理时钟和体内平衡过程则调节N. vectensis的睡眠，其在黎明时增加睡眠。与人类相似，C.andromeda、野生型（WT）和Clock突变型（NvClkΔ/Δ）N. vectensis的睡眠时间约占全天的三分之一，与睡眠的日常时机和结构无关，褪黑素促进符合物种特定生物节律的睡眠。值得注意的是，睡眠剥夺、紫外线辐射和诱变剂增加了神经元DNA损伤和睡眠压力，而自发及诱导睡眠则促进昼行性和黄昏性腔肠动物的基因组稳定性。这些结果表明，简单神经网络中的DNA损伤和细胞压力可能驱动了睡眠的演化。在这里，作者使用昼行性倒挂水母和黄昏性小海葵作为简单神经网络模型，研究睡眠的潜在演化起源。他们描述并定义了这些物种中的睡眠模式，发现睡眠剥夺增加了神经元DNA损伤，而睡眠有助于基因组的稳定性。