Wszystkie żywe komórki mogą zawierać molekularną maszynerię „szóstego zmysłu”: ScienceAlert

Każde zwierzę na Ziemi może posiadać molekularną maszynerię do wykrywania pól magnetycznych, nawet te organizmy, które nie poruszają się ani nie migrują za pomocą tego tajemniczego „szóstego zmysłu”.

Naukowcy pracujący nad muszkami owocowymi zidentyfikowali wszechobecną cząsteczkę we wszystkich żywych komórkach, która może reagować na wrażliwość magnetyczną, jeśli jest obecna w wystarczająco dużych ilościach lub jeśli pomagają jej inne cząsteczki.

Nowe odkrycia sugerują, że odbiór magnetyczny może być bardziej powszechny w królestwie zwierząt, niż kiedykolwiek wiedzieliśmy. Jeśli naukowcy mają rację, może to być zaskakująco starożytna cecha wspólna dla prawie wszystkich żywych istot, choć z różnymi mocami.

Nie oznacza to, że wszystkie zwierzęta lub rośliny mogą skutecznie wykrywać i śledzić pola magnetyczne, ale wskazuje, że wszystkie żywe komórki, w tym nasza.

Sposób, w jaki odczuwamy świat zewnętrzny, od wzroku i słuchu po dotyk, smak i zapach, jest dobrze poznany. On mówi Neurobiolog Richard Baines z University of Manchester.

„Ale dla kontrastu to, co zwierzęta potrafią wyczuć i jak reagują na pole magnetyczne, wciąż nie jest znane. Badanie to poczyniło ogromny postęp w zrozumieniu, w jaki sposób zwierzęta wyczuwają i reagują na zewnętrzne pola magnetyczne – pole bardzo aktywne i kwestionowane”.

magnetyzm Dla nas może to brzmieć jak magia, ale wiele ryb, płazów, gadów, ptaków i innych dzikich ssaków może wyczuć przyciąganie ziemskiego pola magnetycznego i użyć go do nawigacji w kosmosie.

Ponieważ ta siła jest zasadniczo niewidoczna dla naszego gatunku, naukowcom zajęło bardzo dużo czasu, aby ją zauważyć.

Dopiero w latach sześćdziesiątych Czy naukowcy wykazali, że bakterie potrafią wyczuwać pola magnetyczne i orientować się w stosunku do tych pól? W latach 70. odkryliśmy, że niektóre ptaki i ryby podążają podczas migracji za polem magnetycznym Ziemi.

Jednak do dziś nie jest jasne, ile zwierząt osiąga tak niesamowite wyczyny nawigacyjne.

Naukowcy w latach 70 Wniosek Że zmysł kompasu magnetycznego może obejmować pary rodników, które są cząstkami z niesparowanymi elektronami powłoki zewnętrznej, które tworzą parę splątanych elektronów, których spin jest zmieniany przez ziemskie pole magnetyczne.

Dwadzieścia dwa lata później główny autor tego badania Współautor nowego artykułu Zaproponuj konkretną cząsteczkę, w której mogą tworzyć się pary rodników.

Ta cząsteczka – receptor w siatkówkach ptaków wędrownych zwany kryptochromem – może wyczuwać światło i magnetyzm i wydaje się działać poprzez splątanie kwantowe.

Mówiąc najprościej, kiedy kryptochrom pochłania światło, energia uwalnia jeden z jego elektronów, powodując, że zajmuje on jeden z dwóch stanów spinowych, na każdy inny wpływ pola geomagnetycznego.

Kryptochromy były wiodącym wyjaśnieniem, w jaki sposób zwierzęta wyczuwają pola magnetyczne przez dwie dekady, ale naukowcy z uniwersytetów w Manchesterze i Leicester zidentyfikowali teraz innego kandydata.

Manipulując genami muszek owocowych, zespół odkrył, że cząsteczka zwana dinukleotydem flawinoadeninowym (FAD), która normalnie tworzy parę rodników z kryptochromami, jest w rzeczywistości sama w sobie magnetoreceptorem.

Ta niezbędna cząsteczka znajduje się na różnych poziomach we wszystkich komórkach, a im wyższe stężenie, tym większe prawdopodobieństwo przeniesienia wrażliwości magnetycznej, nawet przy braku kryptochromu.

Na przykład u muszek owocowych, gdy FAD jest stymulowany światłem, generuje rodnikową parę elektronów, które reagują na pola magnetyczne.

Jednakże, gdy kryptochromy współistnieją z FAD, wrażliwość komórki na pola magnetyczne wzrasta.

Wyniki wskazują, że kryptochromy nie są tak istotne, jak sądziliśmy, dla odbioru magnetycznego.

„Jednym z naszych najbardziej zaskakujących odkryć, które jest sprzeczne z obecnym zrozumieniem, jest to, że komórki nadal„ wyczuwają ”pola magnetyczne, gdy obecna jest bardzo mała frakcja kryptochromu” – powiedziała. Wyjaśnić Neurobiolog z University of Manchester, Adam Bradlow.

„To pokazuje, że komórki mogą, przynajmniej w laboratorium, wyczuwać pola magnetyczne na inne sposoby”.

To odkrycie może pomóc wyjaśnić, dlaczego ludzkie komórki wykazują wrażliwość na pola magnetyczne w laboratorium. postać kryptochromu obecne w komórkach siatkówki wykazał swoją zdolność do akceptowania magnetorecepcji na poziomie molekularnym, gdy ulega ekspresji u muszek owocowych.

Nie oznacza to jednak, że ludzie używają tej funkcji i nie ma dowodów na to, że kryptochrom kieruje naszymi komórkami, aby ustawiły się wzdłuż pól magnetycznych w laboratorium.

Prawdopodobnie przyczyną jest FAD.

Chociaż ludzkie komórki wykazują wrażliwość na ziemskie pole magnetyczne, nie mamy świadomego poczucia tej siły. Być może dzieje się tak dlatego, że nie mamy żadnej pomocy ze strony cryptochrome.

„To badanie może ostatecznie pozwolić nam lepiej oszacować wpływ, jaki ekspozycja na pole magnetyczne może mieć na ludzi” On mówi Biolog genetyczny Ezio Rosato z University of Leicester.

Co więcej, ponieważ FAD i inne komponenty tej maszynerii molekularnej są obecne w wielu komórkach, to nowe zrozumienie może otworzyć nowe możliwości badań nad wykorzystaniem pól magnetycznych do manipulowania aktywacją docelowych genów. narzędziem i być może ostatecznie do użytku klinicznego”.

Badanie zostało opublikowane w Natura.