Магниторецепция относится к способности некоторых животных ощущать магнитное поле Земли и использовать его для навигации. Тем не менее, основные механизмы остаются неизвестными. «Решение этого вопроса может не только удовлетворить нейробиологическое любопытство, но и привести к новым молекулярным методам», - сказал профессор доктор Гил Грегор Вестмайер. Он является главным исследователем исследования на стыке нейронауки и молекулярной визуализации, и его команда связана как с Helmholtz Zentrum München, так и с TUM. «Обратное проектирование магниторецептора может привести к методам синтетической биологии для дистанционного управления молекулярными процессами с помощью магнитных полей.«Для достижения этой цели Вестмайер и его команда хотели создать модель для изучения магниторецепции.
Ученые сосредоточили свою работу на рыбках данио и отдаленно родственных рыбах медака, потому что они являются позвоночными животными, которые могут быть генетически адресованы и хорошо проанализированы под микроскопом. Исследователи обнаружили, что взрослые рыбы обоих видов меняют траектории своего плавания в реакция на изменение направления магнитного поля Земли, которое было экспериментально введено при тщательном контроле смешанных переменных. Интересно, что этот эффект также имел место в отсутствие видимого света, так что следует предположить независимый от фотонов механизм.
«В этой модели мы теперь можем искать ранее не идентифицированные магниторецепторные клетки, которые, как предсказывали наши поведенческие эксперименты, будут включать магнитный материал», - сказал соавтор Ане Миклатун, аспирант лаборатории Вестмайера.
Кроме того, исследователи смогли показать аналогичный эффект, зависящий от магнитного поля, у молодых личинок рыб.«Это решающее преимущество, потому что на ранних стадиях развития рыбы все еще почти прозрачны», - сказала Антонелла Лаури, научный сотрудник и соавтор исследования. «Таким образом, мы можем использовать методы визуализации для изучения мозга рыб во время поведенческих пробежек с изменяющимися магнитными полями». Ученые уже смогли идентифицировать область-кандидат в мозге - путь, который теперь может вести к неизвестным клеткам магнитных рецепторов.
Гил Грегор Вестмайер, главный исследователь этого исследования, финансируемого ERC, заключает: «Магниторецепция - одно из немногих чувств, механизм которых не понят. биофизический механизм магниторецепции и лежащие в его основе нейронные вычисления. Эти открытия также могут предложить интересные подходы к разработке биологических систем для дистанционного управления молекулярными процессами с помощью магнитных полей».