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Primera observación directa de cómo reaccionan las células a un campo magnético

Los científicos de Japón han observado por primera vez cómo aparecen las células vivas Campos magnéticos reaccionar. Su investigación podría resultar crucial para comprender cómo los animales, desde pájaros hasta mariposas, utilizan el campo magnético de la Tierra para navegar. También es posible averiguar si los campos electromagnéticos débiles pueden afectar nuestra salud.

Muchas especies animales tienen la capacidad de Magnetorecepción, para percibir el campo magnético terrestre. Los usan para navegar por el planeta, especialmente en caminatas de larga distancia. Sin embargo, los mecanismos detrás del "sexto sentido" magnético son poco conocidos. Los científicos japoneses de la Universidad de Tokio han dado un paso hacia una mejor comprensión de la recepción magnética. En su laboratorio, observaron cómo las células vivas no modificadas genéticamente reaccionan a los campos magnéticos. Los resultados estaban en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias publicado. El trabajo de los investigadores puede ayudarnos a comprender cómo los animales utilizan los campos magnéticos para la navegación y si dichos campos pueden afectar la salud humana.

Fuente de imagen: www.u-tokio.ac.jp/content/400152121.jpg


Magnetorecepción en células vivas

Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que el campo magnético de la Tierra podría afectar el comportamiento de los animales. Fueron estimulados por la simple observación de que un imán puede atraer o repeler electrones. Esto a su vez permite concluir que los campos magnéticos pueden influir en las reacciones químicas en las células.

Cuando ciertas moléculas se excitan con la luz, un electrón puede saltar de una a otra y formar dos moléculas con electrones individuales, un llamado Par radical. Los electrones individuales pueden existir en uno de dos estados, que difieren en su espín. Cuando los radicales tienen el mismo giro, sus reacciones químicas posteriores son lentas, mientras que los pares de radicales con espines opuestos pueden reaccionar más rápido. Los campos magnéticos pueden influir en el giro de los electrones y, por tanto, influir directamente en las reacciones químicas con pares de radicales.

En los últimos años, los científicos han identificado varias proteínas que Criptocromos ser llamado. Estos son fotorreceptores sensibles a la luz azul que se encuentran tanto en plantas como en animales. También son sensibles a los campos magnéticos.



En experimentos anteriores, los científicos observaron que la manipulación genética de Criptocromos en moscas de la fruta y cucarachas el magnético "sexto sentidoOtros estudios han demostrado que la navegación geomagnética en aves y otros animales es inducida por la luz que es necesaria para la formación de los radicales mencionados anteriormente. Pero nadie ha medido todavía las reacciones químicas dentro de una célula viva que están directamente involucradas debido a un cambio magnético. campo.

Autofluorescencia celular

Woodward y sus colegas trabajaron con células HeLa, una línea celular derivada de células de cáncer de cuello uterino comúnmente utilizada en laboratorios de investigación. Los científicos estaban particularmente interesados ​​en los presentes en ellos. Subunidades de criptocromo, llamado flavina, que naturalmente presenta fluorescencia cuando se expone a la luz azul.
Las células suelen utilizar las flavinas para detectar la luz, pero también proporcionaron una forma fantástica para que los científicos lo hicieran. Magnetorecepción investigar. Eso es porque varias condiciones pueden afectar la cantidad de luz que emiten, incluidos los campos magnéticos. Cuando la luz incide sobre una flavina, la flavina emite su propia luz o produce pares de radicales. La fluorescencia depende de la rapidez con la que reaccionen los pares de radicales.

El equipo de la Universidad de Tokio esperaba observar la magnetorrecepción biológica observando la autofluorescencia de las células cuando se agrega un campo magnético artificial a su entorno.

Según los autores del estudio, la autofluorescencia es común en las células. Hacia Autofluorescencia de Flavin Para aislar, los investigadores utilizaron láseres para iluminar las células con luz de una longitud de onda específica y luego midieron las longitudes de onda de la luz emitida por las células para asegurarse de que coincidieran con los valores característicos de la autofluorescencia de flavina.

Intentar

Las células se irradiaron con luz azul durante aproximadamente 40 segundos. Los investigadores irradiaron las células con un campo magnético cada cuatro segundos y midieron los cambios en la intensidad de la fluorescencia. El análisis de los datos visuales de los experimentos mostró que la fluorescencia de las células disminuía en aproximadamente un 3,5 por ciento cada vez que el campo magnético pasaba a través de las células.