ALTIN 499,21
DOLAR 8,8689
EURO 10,4740
BIST 1.385
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 23 °C
Parçalı Bulutlu

Kuşlarda Manyetik Algılama Mekanizması Üzerine Çığır Açan Keşif

26.06.2021
43
Kuşlarda Manyetik Algılama Mekanizması Üzerine Çığır Açan Keşif

Avrupa kızılgerdanları gibi göçmen kuşlar, Dünya’nın manyetik alanını algılayabilir. Şimdi araştırmacılar, görsel aparatlarından bir molekülün manyetik alana duyarlı olduğunu ilk kez gösteriyorlar. Kredi bilgileri: Corinna Langebrake ve Ilia Solov’yov

İnsanlar etraflarındaki dünyayı beş duyu ile algılar – görme, işitme, tat, koku ve dokunma. Diğer birçok hayvan da Dünya’nın manyetik alanını algılayabilir. Bir süredir, Oldenburg (Almanya) ve Oxford (Birleşik Krallık) Üniversitelerinde bulunan biyologlar, kimyagerler ve fizikçilerden oluşan bir işbirliği, Avrupa kızılgerdanları gibi göçmen kuşların manyetik duyusunun belirli bir ışığa duyarlı temele dayandığını gösteren kanıtlar topluyordu. göz proteini. Derginin güncel sayısında Doğa, bu ekip kuşların retinalarında bulunan kriptokrom 4 proteininin manyetik alanlara duyarlı olduğunu ve uzun süredir aranan manyetik sensör olabileceğini gösteriyor.

Henrik Mouritsen’in Oldenburg’daki araştırma grubunda doktora öğrencisi olan ilk yazar Jingjing Xu, bu başarıya doğru kararlı bir adım attı. Avrupa’nın gece göçmeni ardıç kuşlarında potansiyel olarak manyetik olarak hassas kriptokrom 4’ün genetik kodunu çıkardıktan sonra, ilk kez bakteri hücre kültürlerini kullanarak bu fotoaktif molekülü büyük miktarlarda üretmeyi başardı. Christiane Timmel’in ve Stuart Mackenzie’nin Oxford’daki grupları daha sonra proteini incelemek ve onun manyetik alanlara karşı belirgin hassasiyetini göstermek için çok çeşitli manyetik rezonans ve yeni optik spektroskopi teknikleri kullandılar.

Ekip ayrıca, bu duyarlılığın ortaya çıktığı mekanizmayı da deşifre etti – başka bir önemli ilerleme. Mouritsen, “Mavi ışık aktivasyonundan sonra molekül içinde hareket edebilen elektronlar çok önemli bir rol oynuyor” diye açıklıyor. Kriptokrom gibi proteinler amino asit zincirlerinden oluşur: robin kriptokrom 4’te bunlardan 527 tane bulunur. Oxford’dan Peter Hore ve Oldenburg fizikçisi Ilia Solov’yov, triptofan olarak bilinen 527’den dördünün molekülün manyetik özellikleri için gerekli olduğu fikrini destekleyen kuantum mekaniksel hesaplamalar yaptılar. Hesaplamalarına göre, elektronlar bir triptofandan diğerine, manyetik olarak hassas olan radikal çiftler üreten bir sonrakine atlarlar. Bunu deneysel olarak kanıtlamak için, Oldenburg ekibi, robin kriptokromunun biraz değiştirilmiş versiyonlarını üretti; bu versiyonda, triptofanların her biri, elektronların hareketini engellemek için farklı bir amino asit ile değiştirildi.

Oxford kimya grupları, bu değiştirilmiş proteinleri kullanarak, elektronların kriptokrom içinde hesaplamalarda tahmin edildiği gibi hareket ettiğini ve üretilen radikal çiftlerin gözlemlenen manyetik alan etkilerini açıklamak için gerekli olduğunu deneysel olarak gösterebildiler.

Oldenburg ekibi ayrıca tavuk ve güvercinlerden kriptokrom 4’ü ifade etti. Oxford’da incelendiğinde, bu türlerin göç etmeyen proteinleri, göçmen ardıç kuşununkine benzer fotokimya sergiler, ancak manyetik olarak daha az duyarlı görünürler.

Mouritsen, “Bu sonuçların çok önemli olduğunu düşünüyoruz çünkü ilk kez göçmen bir kuşun görsel aygıtından bir molekülün manyetik alanlara duyarlı olduğunu gösteriyorlar” diyor. Ancak bunun kriptokrom 4’ün ekibin aradığı manyetik sensör olduğuna dair kesin bir kanıt olmadığını da ekliyor. Tüm deneylerde, araştırmacılar laboratuvarda izole edilmiş proteinleri incelediler. Kullanılan manyetik alanlar da Dünya’nın manyetik alanından daha güçlüydü. Mouritsen, “Bu nedenle, bunun kuşların gözünde gerçekleştiğinin hala gösterilmesi gerekiyor” diye vurguluyor. Bu tür çalışmalar henüz teknik olarak mümkün değildir.

Bununla birlikte, yazarlar, dahil olan proteinlerin doğal ortamlarında önemli ölçüde daha hassas olabileceğini düşünüyorlar. Retinadaki hücrelerde, proteinler muhtemelen sabitlenir ve hizalanır, bu da manyetik alanın yönüne duyarlılıklarını arttırır. Ayrıca, duyusal sinyalleri yükseltebilecek diğer proteinlerle de ilişkili olmaları muhtemeldir. Ekip şu anda bu henüz bilinmeyen etkileşim ortaklarını arıyor.

Hore, “Kriptokrom 4’ün manyetik sensör olduğunu kanıtlayabilirsek, hayvanları çevresel uyaranlara karşı daha önce düşünülenden milyon kat daha zayıf hale getiren temelde kuantum bir mekanizma göstermiş olacağız” diyor.

Referans: Jingjing Xu, Lauren E. Jarocha, Tilo Zollitsch, Marcin Konowalczyk, Kevin B. Henbest, Sabine Richert, Matthew J. Golesworthy, Jessica Schmidt, Victoire Déjean, Daniel JC Sowood tarafından “Manyetik duyarlılığı bir göçmen ötücü kuştan kriptokrom 4” , Marco Bassetto, Jiate Luo, Jessica R. Walton, Jessica Fleming, Yujing Wei, Tommy L. Pitcher, Gabriel Moise, Maike Herrmann, Hang Yin, Haijia Wu, Rabea Bartölke, Stefanie J. Käsehagen, Simon Horst, Glen Dautaj, Patrick DF Murton, Angela S. Gehrckens, Yogarany Chelliah, Joseph S. Takahashi, Karl-Wilhelm Koch, Stefan Weber, Ilia A. Solov’yov, Can Xie, Stuart R. Mackenzie, Christiane R. Timmel, Henrik Mouritsen ve PJ Hore, 23 Haziran 2021, Doğa.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03618-9

Oldenburg ve Oxford arasındaki işbirliği, Avrupa Araştırma Konseyi’nden (ERC) ‘QuantumBirds’ başlıklı 6 yıllık bir Sinerji Hibesi tarafından finanse edilmektedir. İşbirliği aynı zamanda Alman Araştırma Vakfı (DFG) tarafından finanse edilen ‘Omurgalılarda Manyetoreception ve Navigation’ (SFB 1372) Ortak Araştırma Merkezi’nin de önemli bir parçasıdır ve Ilia Solov’yov, VolkswagenStiftung tarafından finanse edilen bir Lichtenberg Profesörüdür.

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.