許多動物會進行長途遷徙,例如候鳥、角馬、羚羊、洄游魚類、蝙蝠、蝴蝶等等,它們遷徙時利用的導航機制也是多種多樣的。其中有許多是利用地球磁場作為空間定向和遷徙路線導航的羅盤。


之前有人提出名為隱花色素的光敏蛋白是一些動物遷徙時的“導航設備”的組成部分,但實現這種能力背后的具體蛋白和物理性質一直不清楚。


2021年6月23日,中國科學院合肥物質科學研究院謝燦研究員與英國牛津大學、德國奧登堡大學等研究團隊合作,在國際頂尖學術期刊 Nature 發表了題為:Magnetic sensitivity of cryptochrome 4 from a migratory songbird 的研究論文。


在這項研究中,研究團隊對一種名為歐亞鴝的遷徙鳥類的眼睛里一種名為隱花色素(Cryptochrome4,Cry4)的磁靈敏度進行觀測后發現,這種蛋白可能發揮了“活羅盤”的作用,讓遷徙鳥類能夠利用地球磁場進行導航。


而且,遷徙鳥類的Cry4蛋白比非遷徙鳥類的Cry4蛋白的磁場敏感性更強,還進一步揭示了由Cry4蛋白介導的磁感應機理。該研究表明,遷徙動物體內存在這種磁靈敏分子。


該論文還被選為 Nature 本期的封面論文。


中科院等揭示遷徙動物體內存在磁靈敏分子


在這項研究中,研究團隊分離出了隱花色素蛋白(Cry4),并確定了它的性質,歐亞鴝這種夜間遷徙鳴禽會在眼睛的感光細胞內表達Cry4。


他們發現,Cry4具有作為光依賴性磁羅盤所需的磁性潛質。這種蛋白能產生光驅動的化學反應,該反應誘導的量子效應或能放大磁信號。此外,研究人員還發現鴝的Cry4比雞、鴿這種不遷徙禽類的Cry4的磁靈敏性更高,進一步提示Cry4作為磁傳感器的可能性。


中科院等揭示遷徙動物體內存在磁靈敏分子


這項研究結果表明,Cry4 可能是遷徙鳥類用來探測地磁場的傳感器。不過,仍需對Cry4進行眼內直接檢測,才能確定Cry4是否確實是這些鳥類的磁傳感器。


前情回顧


2015年9月15日,當時在清華大學生科院的張生家研究員在《科學通報》發表了題為:Magnetogenetics: remote non-invasive magnetic activation of neuronal activity with a magnetoreceptor 的研究論文。該論文稱在動物中發現了磁受體蛋白。


然而,當時在北京大學生科院的謝燦研究員認為,張生家違背學術道德,用從自己這里獲得的磁受體蛋白(MagR)私自發表論文。但張生家否認了這一指責,由此引發巨大爭議。


2015年11月16日,謝燦研究員的磁受體蛋白(MagR)研究最終在 Nature Materials 期刊發表,正式報道了磁受體蛋白并提出了動物導航的生物指南針模型。


這一涉及中國最頂尖高等學府清華大學、北京大學之間的學術爭端,雙發各執一詞,最終也沒有定論。


事件當事人張生家離開清華大學,在陸軍軍醫大學新橋醫院建立實驗室。謝燦離開北京大學,在中國科學院合肥物質科學研究院建立實驗室。


文章來源: 生物世界,紐福斯生物

免責聲明

我來說幾句

不吐不快,我來說兩句
最新評論

還沒有人評論哦,搶沙發吧~