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东京大学的研究人员最近研发了一种新型显微镜,能够观测到亚细胞结构内光化学反应对磁场的感应效应,这种效应被认为是动物能够利用地球磁场进行导航的原因。
人们认为,好几种昆虫、鱼类、鸟类和哺乳动物具有识别磁场的能力,这种能力被称之为“磁感”。比如,鸟儿在迁徙时能够感应地球磁场并且利用其导航。最新的研究显示,磁感现象与一组叫做“隐花色素”的蛋白有关,尤其是与隐花色素中黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的部分有关。当隐花色素吸收蓝光时,能够形成所谓的自由基对,隐花色素周围的磁场控制这些自由基对的自旋,从而影响其反应性。然而直到今天,没有办法观测到磁场对活细胞内自由基对的影响。
东京大学研究生院科学与艺术学院的准教授Jonathan Woodward是研究自由基对化学和生物系统磁场感应现象的专家。在这项最新研究中,博士生Lewis Antill 用特殊的显微镜对由FAD形成的自由基对,以及极其微弱的磁场对这种自由基对反应性的影响进行了观测,这观测在千万亿分之四升(即4毫微微升)体积之内进行。由该课题组研发的一种叫做TOAD(瞬态光吸收检测)成像的技术使这种观测成为可能,这种技术所使用的显微镜由博士后助理研究员 Joshua Beardmore博士和Woodward教授共同设计,并由Beardmore博士搭建。
Woodward教授表示:“在将来,我们将采用另外一种新型显微镜——MIM(磁场强度调制)。利用这种显微镜,我们能够只对活细胞内对磁场有感应的区域进行观察。本研究中所研发的这种显微镜使我们能够研究各种重要的生物细胞中光化学反应对磁场的感应,并有希望揭开动物神秘的磁场感应现象之谜。”