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किसी चुंबकीय क्षेत्र में कोशिकाएं कैसे प्रतिक्रिया करती हैं, इसका पहला प्रत्यक्ष अवलोकन

जापान में वैज्ञानिकों ने पहली बार देखा कि जीवित कोशिकाएँ कैसे दिखाई देती हैं चुंबकीय क्षेत्र प्रतिक्रिया दें। आपका शोध यह समझने में महत्वपूर्ण साबित हो सकता है कि पशु से लेकर तितलियों तक, नेविगेट करने के लिए पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग कैसे करते हैं। यह पता लगाना भी संभव हो सकता है कि क्या कमजोर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र हमारे स्वास्थ्य को प्रभावित कर सकते हैं।

कई जानवरों की प्रजातियों की क्षमता है चुंबकत्व, अर्थात् पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का अनुभव करने के लिए। वे उन्हें ग्रह पर नेविगेट करने के लिए उपयोग करते हैं, विशेष रूप से लंबी दूरी की बढ़ोतरी। हालांकि, चुंबकीय "छठी इंद्रिय" के पीछे के तंत्र को खराब रूप से समझा जाता है। टोक्यो विश्वविद्यालय के जापानी वैज्ञानिकों ने चुंबकीय रिसेप्शन की बेहतर समझ की दिशा में एक कदम उठाया है। अपनी प्रयोगशाला में, उन्होंने देखा कि कैसे जीवित, गैर-आनुवंशिक रूप से संशोधित कोशिकाएं चुंबकीय क्षेत्रों पर प्रतिक्रिया करती हैं। परिणाम पत्रिका में थे नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही जारी किया। शोधकर्ताओं का काम हमें यह समझने में मदद कर सकता है कि कैसे जानवर नेविगेशन के लिए चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करते हैं और क्या ऐसे क्षेत्र मानव स्वास्थ्य को प्रभावित कर सकते हैं।

छवि स्रोत: www.u-tokyo.ac.jp/content/400152121.jpg


जीवित कोशिकाओं में चुंबकत्व

वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह है कि पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र जानवरों के व्यवहार को प्रभावित कर सकता है। वे सरल अवलोकन से प्रेरित थे कि एक चुंबक इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित या पीछे हटा सकता है। यह बदले में इस निष्कर्ष की अनुमति देता है कि चुंबकीय क्षेत्र कोशिकाओं में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्रभावित कर सकते हैं।

जब कुछ अणु प्रकाश से उत्तेजित होते हैं, तो एक इलेक्ट्रॉन एक से दूसरे में जा सकता है और एकल इलेक्ट्रॉनों के साथ दो अणुओं का निर्माण कर सकता है, एक तथाकथित कट्टरपंथी जोड़ी। अलग-अलग इलेक्ट्रॉन दो राज्यों में से एक में मौजूद हो सकते हैं, जो उनके स्पिन में भिन्न होते हैं। जब कट्टरपंथियों के पास एक ही स्पिन होता है, तो उनकी बाद की रासायनिक प्रतिक्रियाएं धीमी होती हैं, जबकि विपरीत स्पिन वाले कट्टरपंथी के जोड़े तेजी से प्रतिक्रिया कर सकते हैं। चुंबकीय क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों के स्पिन को प्रभावित कर सकते हैं और इस तरह सीधे रासायनिक प्रतिक्रियाओं को कट्टरपंथी जोड़े के साथ प्रभावित कर सकते हैं।

हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने कई प्रोटीनों की पहचान की है क्रिप्टोकरंसी नाम देने के लिए। ये नीले प्रकाश संवेदनशील फोटोरिसेप्टर हैं जो पौधों और जानवरों दोनों में पाए जाते हैं। वे चुंबकीय क्षेत्रों के प्रति भी संवेदनशील हैं।



पिछले प्रयोगों में, वैज्ञानिकों ने देखा कि आनुवंशिक हेरफेर क्रिप्टोकरंसी फल मक्खियों और तिलचट्टे में चुंबकीय "छठी इंद्रियअन्य अध्ययनों से पता चला है कि पक्षियों और अन्य जानवरों में जियोमैग्नेटिक नेविगेशन प्रकाश द्वारा प्रेरित है जो ऊपर उल्लिखित कट्टरपंथी के गठन के लिए आवश्यक है। लेकिन किसी भी जीवित कोशिका के भीतर रासायनिक प्रतिक्रियाओं को अभी तक मापा नहीं गया है जो एक चुंबकीय चुंबकीय कारण सीधे परिवर्तन शामिल हैं। मैदान।

सेल ऑटोफ्लोरेसेंस

वुडवर्ड और सहकर्मियों ने हेला कोशिकाओं के साथ काम किया, जो एक सर्वाइकल कैंसर सेल-व्युत्पन्न सेल लाइन है जिसका आमतौर पर अनुसंधान प्रयोगशालाओं में उपयोग किया जाता है। वैज्ञानिक उनमें मौजूद लोगों में विशेष रूप से रुचि रखते थे क्रिप्टोक्रोम सबयूनिट्स, फ्लेविन कहा जाता है, जो नीले प्रकाश के संपर्क में आने पर स्वाभाविक रूप से प्रतिदीप्ति करता है।
फ़्लेविन आमतौर पर प्रकाश का पता लगाने के लिए कोशिकाओं द्वारा उपयोग किया जाता है, लेकिन उन्होंने वैज्ञानिकों को ऐसा करने के लिए एक शानदार तरीका प्रदान किया चुंबकत्व जांच के लिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि विभिन्न स्थितियां चुंबकीय क्षेत्र सहित प्रकाश की मात्रा को प्रभावित करती हैं। जब प्रकाश एक फ़्लैविन पर गिरता है, फ़्लैविन अपनी स्वयं की रोशनी उत्सर्जित करता है या कट्टरपंथी जोड़े पैदा करता है। प्रतिदीप्ति इस बात पर निर्भर करती है कि कट्टरपंथी जोड़े कितनी जल्दी प्रतिक्रिया करते हैं।

टोक्यो विश्वविद्यालय की टीम ने अपने वातावरण में एक कृत्रिम चुंबकीय क्षेत्र को जोड़ने पर कोशिकाओं के ऑटोफ्लोरेसेंस का अवलोकन करके जैविक चुंबकत्व का निरीक्षण करने की उम्मीद की।

अध्ययन के लेखकों के अनुसार, कोशिकाओं में ऑटोफ्लोरेसेंस सामान्य है। तक फ्लेविन ऑटोफ्लोरेसेंस अलग करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के साथ कोशिकाओं को रोशन करने के लिए लेज़रों का उपयोग किया, और फिर कोशिकाओं द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को यह सुनिश्चित करने के लिए मापा कि यह फ्लेविन ऑटोफ्लोरेसेंस के विशिष्ट मूल्यों से मेल खाता है।

प्रयोगों

कोशिकाओं को लगभग 40 सेकंड के लिए नीली रोशनी के साथ विकिरणित किया गया था। शोधकर्ताओं ने हर चार सेकंड में एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ कोशिकाओं को विकिरणित किया और प्रतिदीप्ति तीव्रता में परिवर्तन को मापा। प्रयोगों से दृश्य डेटा के विश्लेषण से पता चला है कि कोशिकाओं के प्रतिदीप्ति परिमाण में लगभग 3,5 प्रतिशत की कमी हुई है, जब हर बार चुंबकीय क्षेत्र कोशिकाओं के माध्यम से गुजरता है।