Lo que podría ser la brújula magnética de los seres vivos

Por Francisco R. Villatoro, el 14 enero, 2016. Categoría(s): Biología • Ciencia • Noticias • Science ✎ 7

Dibujo20160114 The biocompass model of animal magnetoreception and navigation nmat4484-f1

Una brújula biológica es una proteína que se alinea con el campo magnético de la Tierra. Aún no ha sido observada ninguna en animales (in vivo), pero in vitro se ha observado un complejo proteico cuyos cristales se comportan como tales. En este complejo proteínas MagR (CG8198) interaccionan con proteínas Crys (criptocromo) y con átomos de hierro y azufre. Incluso bajo agitación térmica en una disolución in vitro se orienta con respecto al campo magnético terrestre como la aguja de una brújula. Las proteínas MagR y Crys se expresan en células de la retina de las palomas (Columba livia) y en otros animales magnetosensibles (como las mariposas monarca, Danaus plexippus).

El resultado no está libre de polémica y serán necesarios futuros estudios para confirmar que ya se ha encontrado la tan buscada brújula biológica de los seres vivos. El artículo es Siying Qin et al., “A magnetic protein biocompass,” Nature Materials (16 Nov 2015) doi: 10.1038/nmat4484; recomiendo leer a David Cyranoski, “Discovery of long-sought biological compass claimed,” News, Nature 527: 283–284 (19 Nov 2015), doi: 10.1038/527283a, y Bob Yirka, “Protein complex may help explain magnetic sensing in insects and animals,” Phys.Org, 17 Nov 2015.

En español recomiendo leer a Antonio Martínez Ron, “Hallan una proteína que actúa como brújula interna,” Next, Vozpópuli, 16 Nov 2015.

Dibujo20160114 The biocompass model of animal magnetoreception and navigation nmat4484-f1

El mayor problema de este artículo de investigadores chinos es que el nuevo complejo proteico no ha sido identificado in vivo. Estudios previos han observado el criptocromo (Crys) en los ojos de algunos animales y han sugerido que pudiera desempeñar algún rol en la magnetosensibilidad. Sin embargo, Crys no es sensible a campos magnéticos. Por ello, el equipo chino pensó en un complejo proteico. Su búsqueda durante seis años les llevó a la proteína CG8198, que han renombrado como MagR, que se acopla a un clúster de hierro y azufre. Los cristales del nuevo complejo MagR/Crys se alinea in vitro bajo campos magnéticos (más intensos que el campo terrestre para que el efecto sea observable).

Dibujo20160114 protein biocompass nmat4484

En rigor, los resultados mostrados en el artículo no prueban que el complejo proteico MagR/Crys es responsable de la detección magnética en animales. El resultado observado por los autores de este estudio indica que el 56% de los cristales del complejo proteico MagR/Crys se orientan de forma paralela bajo un campo magnético (según las observaciones con microscopia electrónica); el resto se orienta en otras direcciones. Además, cuando se hace rotar el campo magnético se logra que estos cristales se pongan a rotar (el artículo muestra dos vídeos bastante descriptivos). Este porcentaje es bajo, pero está por encima de lo esperado en el caso aleatorio (un 33%). Los autores afirman que la agitación térmica in vitro dificulta que un porcentaje más alto se oriente de forma adecuada y que, en su opinión, in vivo el porcentaje podría ser mayor.

Dibujo20160114 Intrinsic magnetic polarity of the magnetosensor A magnetic protein biocompass nmat4484_F5

Hasta que el nuevo estudio no sea repetido de forma independiente debemos ser escépticos respecto a su resultado. He buscado trabajos que repitan estos resultados experimentales (por eso he mantenido esta entrada en borradores hasta ahora), pero no los he encontrado. Por supuesto, incluso si se trata de una falso positivo, el nuevo complejo podría tener aplicaciones prácticas, como el desarrollo de sensores magnéticos para el interior de las células, técnicas de manipulación de macromoléculas mediante campos mangnéticos e, incluso, el desarrollo de técnicas magnetogenéticas que emulen a las optogenéticas.



7 Comentarios

  1. Bueno, aparte de proteínas, ya se conocía desde hace tiempo la existencia de brújulas formadas por pequeños cristales de magnetita dentro de bacterias. Lo leí en un artículo de Stephen J. Gould, no recuerdo ahora el título.

      1. En realidad no sólo es que formen parte del genoma, sino que se ha comprobado que esas proteínas se expresan en las celulas nerviosas de la retina de palomas, aunque también en otro tipo de células. Lo que no me queda claro es si el complejo proteico se ha detectado in vivo, quiero decir, que en animales las proteínas MagR (que lleva el hierro) y Cry se unan para formar el complejo.

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Por Francisco R. Villatoro, publicado el 14 enero, 2016
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