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神経科学:ショウジョウバエのラジカル対による磁気感受性の重要要素

Nature 615, 7950 doi: 10.1038/s41586-023-05735-z

多くの動物が、地球の磁場(地磁気)をナビゲーションに用いている。広く支持されている磁気感受性の機構は、フラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)と、光受容体タンパク質であるクリプトクロム(CRY)中のトリプトファン残基の鎖の間で起こる、青色光で活性化される電子移動反応が関わるものである。結果として生じるラジカル対のスピン状態、すなわち活性化状態にあるCRYの濃度は、地磁気の影響を受ける。しかし、この古典的なCRY中心のラジカル対機構では、多くの生理的・行動的な観察例を説明できない。今回我々は、電気生理学的解析と行動解析を用いて、単一ニューロンレベルおよび個体レベルで磁場応答を検討した。我々は、キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)のCRYの、古典的なFAD結合ドメインとトリプトファン鎖を欠くC末端の52のアミノ酸残基が、磁気感受性を促進するのに十分であることを明らかにする。我々はまた、細胞内FADの増加が、C末端を介する活動に対する、青色光誘発効果と磁場依存的効果の両方を増強することを示す。ニューロンの青色光感受性、特に磁場の共存下でこの応答の増強を引き起こすには、高レベルのFADのみで十分であった。これらの結果は、ハエの一次磁気感受性の重要な構成要素を明らかにしており、非古典的な(すなわち、CRY非依存的な)ラジカル対が細胞の磁場応答を引き起こし得ることを示す強力な証拠を提示している。

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