Os cientistas confirmam a resposta quântica ao magnetismo nas células

Cientistas da Universidade de Tóquio observam efeitos bioquímicos quânticos previstos nas células.



Os cientistas confirmam a resposta quântica ao magnetismo nas célulasCrédito: Dan-Cristian Pădureț / Unsplash
  • Os cientistas suspeitam que os efeitos quânticos estão por trás da capacidade dos animais de realizar a navegação geomagnética.
  • Acredita-se que a navegação geomagnética seja baseada na luz.
  • Os pesquisadores observam como as mudanças quânticas induzidas por ímã afetam a luminescência das células.

  • Sabemos neste ponto que existem espécies que podem navegar usando o campo magnético da Terra. Pássaros usam essa habilidade em suas migrações de longa distância, e a lista dessas espécies está cada vez mais longa, agora incluindo ratos-toupeira, tartarugas, lagostas e até cachorros . Mas exatamente Como as eles podem fazer isso permanece obscuro.

    Os cientistas observaram pela primeira vez mudanças no magnetismo, levando a uma reação biomecânica nas células. E se isso não for legal o suficiente, as células envolvidas na pesquisa eram células humanas, dando suporte a teorias que nós mesmos possamos ter o que é preciso para usar o campo magnético do planeta.



    A pesquisa é publicada em PNAS .

    Pares radicais

    O fenômeno observado por cientistas da Universidade de Tóquio correspondeu às previsões de uma teoria apresentada em 1975 por Klaus Schulten do Instituto Max Planck. Schulten propôs o mecanismo pelo qual até mesmo um campo magnético muito fraco - como o do nosso planeta - poderia influenciar as reações químicas em suas células, permitindo que os pássaros percebessem as linhas magnéticas e navegassem como parecem fazer.

    A ideia de Shulten tinha a ver com pares radicais. Um radical é uma molécula com um número ímpar de elétrons. Quando dois desses elétrons pertencentes a moléculas diferentes ficam emaranhados, eles formam um par radical. Como não há conexão física entre os elétrons, seu relacionamento de curta duração pertence ao reino da mecânica quântica.



    Por mais breve que seja sua associação, é longa o suficiente para afetar as reações químicas de suas moléculas. Os elétrons emaranhados podem girar exatamente em sincronia entre si ou exatamente opostos um ao outro. No primeiro caso, as reações químicas são lentas. No último caso, eles são mais rápidos.

    Pesquisadores Jonathan Woodward e Noboru Ikeya em seu laboratório

    Crédito: Xu Tao, CC BY-SA

    Criptocromos e flavinas

    Pesquisas anteriores revelaram que certas células animais contêm criptocromos , proteínas que são sensíveis a campos magnéticos. Existe um subconjunto desses chamados ' flavinas , 'moléculas que brilham, ou autofluoresce, quando expostas à luz azul. Os pesquisadores trabalharam com células humanas HeLa (células humanas do câncer cervical), porque são ricas em flavinas. Isso os torna de especial interesse porque parece que a navegação geomagnética é sensível à luz .



    Quando atingidas pela luz azul, as flavinas brilham ou produzem pares de radicais - o que acontece é um ato de equilíbrio no qual quanto mais lento o giro dos pares, menos moléculas ficam desocupadas e disponíveis para fluorescência.

    Células HeLa (esquerda), mostrando fluorescência causada pela luz azul (centro), close da fluorescência (direita)

    Crédito: Ikeya e Woodward, CC BY , publicado originalmente em PNAS DOI: 10.1073 / pnas.2018043118

    O experimento

    Para o experimento, as células HeLa foram irradiadas com luz azul por cerca de 40 segundos, causando fluorescência. As expectativas dos pesquisadores eram que essa luz fluorescente resultasse na geração de pares de radicais.

    Como o magnetismo pode afetar o spin dos elétrons, a cada quatro segundos os cientistas passaram um ímã sobre as células. Eles observaram que sua fluorescência diminuía em cerca de 3,5 por cento cada vez que faziam isso, como mostrado na imagem no início deste artigo.



    A interpretação deles é que a presença do ímã fez com que os elétrons nos pares de radicais se alinhassem, desacelerando as reações químicas na célula de modo que houvesse menos moléculas disponíveis para a produção de fluorescência.

    A versão curta: o ímã causou uma mudança quântica nos pares de radicais que suprimiu a capacidade de fluorescência da flavina.

    Da Universidade de Tóquio Jonathan Woodward , que foi o autor do estudo com o estudante de doutorado Noboru Ikeya, explica o que é tão empolgante sobre o experimento:

    'O que é bom nessa pesquisa é ver que a relação entre os spins de dois elétrons individuais pode ter um grande efeito na biologia.'

    Ele observa: 'Não modificamos ou adicionamos nada a essas células. Achamos que temos evidências extremamente fortes de que observamos um processo puramente mecânico quântico afetando a atividade química no nível celular. '

    Compartilhar:

    Seu Horóscopo Para Amanhã

    Idéias Frescas

    Categoria

    Outro

    13-8

    Cultura E Religião

    Alquimista Cidade

    Livros Gov-Civ-Guarda.pt

    Gov-Civ-Guarda.pt Ao Vivo

    Patrocinado Pela Fundação Charles Koch

    Coronavírus

    Ciência Surpreendente

    Futuro Da Aprendizagem

    Engrenagem

    Mapas Estranhos

    Patrocinadas

    Patrocinado Pelo Institute For Humane Studies

    Patrocinado Pela Intel The Nantucket Project

    Patrocinado Pela Fundação John Templeton

    Patrocinado Pela Kenzie Academy

    Tecnologia E Inovação

    Política E Atualidades

    Mente E Cérebro

    Notícias / Social

    Patrocinado Pela Northwell Health

    Parcerias

    Sexo E Relacionamentos

    Crescimento Pessoal

    Podcasts Do Think Again

    Vídeos

    Patrocinado Por Sim. Cada Criança.

    Geografia E Viagens

    Filosofia E Religião

    Entretenimento E Cultura Pop

    Política, Lei E Governo

    Ciência

    Estilos De Vida E Questões Sociais

    Tecnologia

    Saúde E Medicina

    Literatura

    Artes Visuais

    Lista

    Desmistificado

    História Do Mundo

    Esportes E Recreação

    Holofote

    Companheiro

    #wtfact

    Pensadores Convidados

    Saúde

    O Presente

    O Passado

    Ciência Dura

    O Futuro

    Começa Com Um Estrondo

    Alta Cultura

    Neuropsicologia

    Grande Pensamento+

    Vida

    Pensamento

    Liderança

    Habilidades Inteligentes

    Arquivo Pessimistas

    Começa com um estrondo

    Grande Pensamento+

    Neuropsicologia

    Ciência dura

    O futuro

    Mapas estranhos

    Habilidades Inteligentes

    O passado

    Pensamento

    O poço

    Saúde

    Vida

    Outro

    Alta cultura

    A Curva de Aprendizagem

    Arquivo Pessimistas

    O presente

    Patrocinadas

    A curva de aprendizado

    Liderança

    ciência difícil

    De outros

    Pensando

    Arquivo dos Pessimistas

    Negócios

    Artes E Cultura

    Recomendado