Az állatvilág egyik legérdekesebb jelensége, hogy a hihetetlen hosszú távokon vándorló fajok sokszor ösztönösen “tudják”, hogy milyen irányba kell haladniuk útjuk során. Ami, figyelembe véve, hogy sokszor még modern eszközökkel is mennyire könnyen el lehet tévedni egy ismeretlen helyen, mindenképpen figyelemreméltó.
Hogy pontosan mit éreznek egyes állatok, az változó lehet, de szisztematikus kísérletek alapján elég biztosan állítható, hogy több faj – a pillangóktól a vándormadarakig – képes érzékelni a Föld geomágneses mezőjét. Így aztán nem meglepő, hogy már hosszú évek, évtizedek óta keresik azokat a sejteket, illetve molekulákat, amelyek ezt lehetővé teszik. Időről időre fel is tűnik egy-egy újabb jelölt (pl. nem is olyan rég a galambok felső csőrében vélték megtalálni az ún. magnetoreceptorokat), hogy aztán ilyen-olyan hiányosságok miatt tulajdonképpen maradjon továbbra is a bizonytalanság, hogy valójában mit is találtak.
Hogy a Nature Methods-ban megjelent legújabb “bizonyíték” is ilyen lesz-e azt az idő majd eldönti, minden esetre a megközelítés van annyira érdekes, hogy legalább egy posztot szenteljünk a sztorinak.
A cikket jegyző kínai csapat ugyanis kicsit “reverse-engineering” megközelítéssel talált egy olyan molekulát, ami elvileg a magnetoreceptor számos kritériumának megfelel és nem mellesleg muslicától galambig mindenféle élőlényben megtalálható.
A megközelítés eleganciája abban rejlik, hogy a szerzők először elképzelték milyennek is kellene egy jól működő bio-iránytűnek lennie, és ehhez keresték meg a megfelelő molekulákat. Mivel a pontos helyzetmeghatározáshoz a mágneses tér érzékelésén túl arra is szükség lenne, hogy arról is legyen információ, melyik szélességi kör környékén jár az egyed, a szerzők feltételezték, hogy egy olyan komplex molekuláról van szó, ami a magnetorecepción kívül a fényet is érzékeli (és a fény beesési szöge adja a plusz információt arról, hol is jár az állat a világban).
(Ha rosszmájúak vagyunk, az elmélet hátránya is pont az eleganciája: az élő szervezetkben fellelhető rendszerek – a genetikai kódtól, az emberi szemig – szinte sosem olyan elegánsak, mint ahogy a mérnöki gondolkozás megkívánná, így az ilyen szinte “tökéletes” elméletek többnyire hibásoknak bizonyulnak.)
A fényérzékelésre remek jelöltjük is akadt a kriptokrómnak (Cry) nevezett fehérjékben, amelyek egyrészt valóban fényérzékeny molekulák, de emellett a Cry-hiányos Drosophila nem mutat magnetorecepciót. Így aztán olyan vas-tartalmú (és ennek megfelelően, potenciális magnetoreceptor- MagR) fehérjéket kezdtek keresni, amelyek egyben a Cry-hez kötődnek.
Így találtak aztán rá a CG8198 nevű génre, melynek terméke minden feltételnek eleget tett. A galamb tisztított MagR és Cry fehérjéi egy stabil komplexet alkottak, ahol akárcsak az elméletükben, egy közbülső MagR polimert Cry “oldalláncok” díszítettek – a szerkezetei modellt még elektromikroszkópos vizsgálatok is alátámasztották.
A két fehérje egyaránt kifejeződik a galamb retina sejtjeinek többségében is, vagyis minden adott ahhoz, hogy funkcionális magnetoreceptorként működjenek. Persze a vas-tartalom önmagában még nem bizonyítaná, hogy a MagR képes érzékelni a mágneses mezőt, épp ezért in vitro kísérleteket is végeztek: és lám, a kis potenciális-magnetoreceptorok képesek voltak a mágneses tér irányába beállni, akárcsak az iránytű.
Akkor tehát meglenne, végre, a misztikus magnetoreceptor? Talán, de ehhez szükség lenne majd olyan vizsgálatokra, ahol a gént kikapcsolják több, geomágneses térre érzékeny fajban, és megvizsgálják ennek a következményeit. Egy korábbi tanulmány alapján az biztos, hogy a CG8198 hiánya muslicákban befolyásolja a napi ritmust – ami ugyan még nem közvetlen magnetorecepció, de mivel a fényérzékelés és a magnetorecepció között lehet többfajta összefüggés, nem is egy teljesen váratlan eredmény. És ott a non-plus ultra kérdés: a MagR létezik emberben is, de nem tudjuk miért. Ugyan a humán magnetorecepció kérdése hosszú évek óta vitatott, inkább annak áll a zászló, hogy nincs ilyen. Viszont akkor mi lehet bennünk a fehérje feladata…?
(A galambos kép eredetije itt található.)
Qin S, Yin H, Yang C, Dou Y, Liu Z, et al. (2015) A magnetic protein biocompass. Nat Mater doi: 10.1038/nmat4484.
“És ott a non-plus ultra kérdés: a MagR létezik emberben is, de nem tudjuk miért.”
Lehet, hogy nekünk is majd évszakok szerint vándorolni kell, hogy életben maradjunk?
Én arra tippelek, hogy több tényező együttes eredménye lehet, és emiatt nem tudták bebizonyítani az eddigi lehetséges jelöltek egyikére se, hogy az okozza. Egyiket kikapcsolják, attól még tud támaszkodni a többire.