在果蝇中发现磁性“指南针”蛋白质

几十年来，一些动物利用地球磁场导航的方式一直困扰着科学家。现在，中国的一个组织做到了在果蝇中发现了一种蛋白质，他们说这种蛋白质可以构成生物指南针的一部分帮助他们确定方向。这种杆状蛋白质可以与磁场对齐，并与光敏隐花色素蛋白质形成复合物，科学家长期以来一直怀疑这种蛋白质可能与磁感有关。

包括昆虫、鸟类和巨型海龟在内的各种动物都可以利用地球磁场导航。但是它们如何做到这一点的精确机制还没有被很好地理解。

科学家们已经证明，一种名为隐色素的蛋白质——与光线探测有关——可能很重要，因为通过基因工程改造的昆虫缺乏这种蛋白质，就会失去对磁场做出反应的能力。但蛋白质本身对磁场没有反应，所以显然还有更多的故事。另一些人则怀疑，在鸽子和其他物种的细胞中发现的含铁化合物，如磁铁矿，是罪魁祸首。

可谢和北京大学的同事们结合了这两种想法，提出了一个基于大脑的“生物指南针”模型，其中包含隐色素(Cry)和另一种磁响应蛋白(MagR)，后者充当指南针的指针。他们在具有良好特征的基因组中寻找潜在的MagR候选者果蝇果蝇-第一次硅片筛选，以确定能够结合铁的蛋白质。最初的筛选确定了199个候选蛋白质，研究小组通过选择在苍蝇的右侧(头部)和细胞的右侧(细胞质)表达的蛋白质来结合隐色素，将其缩小到98个。然后他们做了一篇文献综述，选择了14个候选对象进行提纯。其中只有一种能与隐色素形成稳定的复合物。

进一步的测试支持了生物罗盘模型——使用电子显微镜的观察表明，在磁场存在的情况下，MagR和隐色素之间的复合物可以自发地排列。该小组还筛选了其他物种的基因组，并显示这两种蛋白质的变体在几种动物中高度保守，包括鸽子、帝王蝶、鲸鱼甚至人类。

谢和他的同事们认为他们可能发现了“缺失的一块拼图”，解释了隐色素是如何使动物感知磁场的。他们总结说:“我们在这里提出的生物罗盘模型可能是全面揭示动物导航和磁接收分子机制的一步。”

史蒂文·雷佩特他在美国马萨诸塞大学研究蝴蝶的磁接收和导航，他也认为这些发现“具有挑衅性和潜在的突破性”。他说:“在动物身上发现了一种新的磁感受器，它具有如此有趣的属性——将两种主要的磁感系统融合为一体——这一想法是巨大的，肯定会动摇磁接收领域。”

然而，Reppert强调，这项工作必须进行全动物研究，以“证明内源性MagR/Cry复合物是否确实具有磁感受器的功能”。