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細胞が磁場にどのように反応するかを最初に直接観察

日本の科学者たちは、生細胞がどのように見えるかを初めて観察しました 磁場 反応します。 あなたの研究は、鳥から蝶まで、動物が地球の磁場を使ってナビゲートする方法を理解する上で非常に重要であることがわかります。 弱い電磁界が私たちの健康に影響を与える可能性があるかどうかを調べることも可能かもしれません。

多くの動物種はする能力を持っています 磁覚、地球の磁場を知覚するために。 彼らは惑星をナビゲートするためにそれらを使用します、特に長距離のハイキング。 しかし、磁気の「第六感」の背後にあるメカニズムはよくわかっていません。 東京大学の日本の科学者たちは、磁気受信の理解を深めるための一歩を踏み出しました。 彼らの研究室では、遺伝子組み換えされていない生きた細胞が磁場にどのように反応するかを観察しました。 結果はジャーナルにありました 米国科学アカデミー紀要 リリースされました。 研究者の研究は、動物がナビゲーションに磁場をどのように使用しているか、そしてそのような磁場が人間の健康に影響を与える可能性があるかどうかを理解するのに役立ちます。

画像ソース: www.u-tokyo.ac.jp/content/400152121.jpg


生細胞の磁覚

科学者たちは、地球の磁場が動物の行動に影響を与える可能性があると長い間疑っていました。 それらは、磁石が電子を引き付けたり反発したりできるという単純な観察によって刺激されました。 これにより、磁場が細胞内の化学反応に影響を与える可能性があるという結論が得られます。

特定の分子が光で励起されると、電子が一方から他方にジャンプして、単一の電子でXNUMXつの分子を形成する可能性があります。 ラジカルペア。 個々の電子は、スピンが異なるXNUMXつの状態のいずれかで存在する可能性があります。 ラジカルが同じスピンを持っている場合、その後の化学反応は遅くなりますが、反対のスピンを持つラジカルのペアはより速く反応する可能性があります。 磁場は電子のスピンに影響を与える可能性があり、したがってラジカルペアとの化学反応に直接影響を与える可能性があります。

近年、科学者はいくつかのタンパク質を特定しました。 クリプトクロム 名前を付ける。 これらは、植物と動物の両方に見られる青色光感受性光受容体です。 それらは磁場にも敏感です。



以前の実験では、科学者は クリプトクロム ショウジョウバエとゴキブリの磁気 "第六感他の研究では、鳥や他の動物の地磁気ナビゲーションは、上記のラジカルの形成に必要な光によって引き起こされることが示されていますが、磁気による変化に直接関与する生細胞内の化学反応はまだ測定されていませんフィールド。

細胞の自家蛍光

Woodwardらは、研究所で一般的に使用されている子宮頸がん細胞由来の細胞株であるHeLa細胞を使用しました。 科学者たちは彼らの中に存在するものに特に興味を持っていました クリプトクロムサブユニット、フラビンと呼ばれ、青い光にさらされると自然に蛍光を発します。
フラビンは通常、光を検出するために細胞によって使用されますが、科学者がそれを行うための素晴らしい方法も提供しました 磁覚 調べる。 これは、磁場など、さまざまな条件が放出する光の量に影響を与える可能性があるためです。 光がフラビンに当たると、フラビンはそれ自体の光を放出するか、ラジカルペアを生成します。 蛍光は、ラジカルペアがどれだけ速く反応するかに依存します。

東京大学のチームは、人工磁場が環境に加えられたときの細胞の自家蛍光を観察することによって、生物学的磁気受容を観察することを望んでいました。

研究の著者によると、自家蛍光は細胞で一般的です。 に フラビン自家蛍光 分離するために、研究者はレーザーを使用して特定の波長の光で細胞を照らし、次に細胞が発する光の波長を測定して、それがフラビン自家蛍光の特性値と一致することを確認しました。

実験

細胞に青色光を約40秒間照射した。 研究者らは、3,5秒ごとに細胞に磁場を照射し、蛍光強度の変化を測定しました。 実験からの視覚データの分析は、磁場が細胞を通過するたびに、細胞の蛍光が約XNUMXパーセント減少することを示した。