Снижение магнитного поля Земли почти до нуля изменило то, как плодовые мушки стареют, двигаются и вырабатывают клеточную энергию. Эти эффекты зависели от состояния митохондрий, что позволяет предположить, что эта невидимая сила окружающей среды может неожиданным образом влиять на метаболизм. Источник: Shutterstock
Плодовые мушки с дефектными митохондриями, защищенные от большей части магнитного поля Земли, жили примерно на 20% дольше, но их физическая активность снижалась.
Жизнь на Земле всегда протекала на фоне постоянного невидимого воздействия. Магнитное поле планеты непрерывно проходит через каждую живую клетку, однако биологи до сих пор очень мало знают о том, действительно ли эта сила окружающей среды необходима организмам для функционирования.
Когда ученые в ходе эксперимента с плодовыми мушками практически устранили этот магнитный фон, они обнаружили изменения в том, как клетки насекомых вырабатывают энергию, как хорошо мухи передвигаются и как долго они живут.
Изменения коснулись митохондрий — крошечных структур внутри клеток, которые вырабатывают большую часть энергии, необходимой для жизни. Исследование, проведенное профессором Лизой Чакрабарти и Джейкобом Ридом из Школы ветеринарной медицины и науки Ноттингемского университета, показало, что реакция мух зависит от состояния этого клеточного механизма. Устранение большей части магнитного поля может улучшить один аспект их жизни, но ухудшить другой.
Более долгая жизнь с физическими издержками
Для исследования, опубликованного в журнале Aging, команда использовала специально разработанную систему экранирования, чтобы снизить магнитное поле вокруг мух почти до нуля. Они протестировали здоровых мух и мух с дефектом в Pink1 — гене, связанном с наследственной ранней стадией болезни Паркинсона у людей. Сравнение двух групп позволило им изучить, как мухи с нарушенной митохондриальной функцией реагируют на одно и то же изменение окружающей среды.
Мухи Pink1 жили примерно на 20% дольше в условиях магнитного экранирования, но их физическая активность снижалась. Здоровые мухи демонстрировали улучшенную двигательную активность, а также изменения в продолжительности здоровой жизни, то есть времени, в течение которого они были здоровы. Результаты показывают, что метаболическое состояние животного помогает определить его реакцию на силу магнитного поля, при этом более длительная продолжительность жизни и лучшая физическая активность не обязательно идут рука об руку.
Плодовые мушки в магнитном поле Земли (реплика). Источник: Ноттингемский университет
Магнитные поля не только направляют миграцию
Кандидат наук Рид сказал: «Исследований в этой области немного, и они в основном сосредоточены на том, как мигрирующие животные чувствуют магнитные поля, или на подготовке людей к космическим путешествиям. Однако мы до сих пор очень мало знаем о том, почему всем живым организмам вообще нужно или не нужно магнитное поле для нормального функционирования».
Он продолжает: «В рамках этого проекта специалисты в области физики, инженерии и биологии изучали плодовых мушек с помощью новых, узкоспециализированных методов и оборудования, чтобы исследовать не только физиологию, но и патологию». Это открывает потенциально новые возможности для неинвазивных методов воздействия на митохондрии, о которых мечтают многие исследователи. Надеюсь, это подчеркнет, что магнитные поля играют фундаментальную роль в жизни не только в определенных научных нишах.”
Чтобы изучить процессы, происходящие внутри клеток, команда провела измерения митохондриального дыхания с высоким разрешением — процесса, в ходе которого митохондрии используют кислород для выработки полезной энергии. Они также использовали высокочувствительные квантовые сенсоры, которые используют крошечные дефекты в алмазах для обнаружения изменений, связанных с активностью митохондрий.
Снижение напряженности магнитного поля изменило энергетический метаболизм митохондрий и уровень супероксида — высокореактивной молекулы, вырабатываемой митохондриями. Эти измерения позволили связать изменения в поведении и продолжительности жизни мух с изменениями в клеточных процессах, обеспечивающих их энергией. Они также показали, почему воздействие магнитного поля нельзя однозначно назвать полезным или вредным.
Сделала ли эволюция клетки зависимыми от магнетизма?
Полученные данные заставляют задуматься о том, является ли магнитное поле Земли частью среды, в которой эволюционировали клетки. Любое использование магнитных полей для влияния на функцию митохондрий при старении или нейродегенеративных заболеваниях остается перспективным направлением для дальнейших исследований.
Чакрабарти сказал: «Мы всю жизнь живем в магнитном поле Земли. Оно проходит через наши тела, наши клетки и каждый живой организм на планете, но мы на удивление мало знаем о том, влияет ли эта невидимая сила на работу наших клеток и если да, то каким образом.
«Наши результаты наводят на мысль о том, что магнитное поле Земли является частью биологической среды, к которой жизнь адаптировалась в ходе эволюции. Понимание того, как клетки воспринимают магнитные поля и реагируют на них, может в конечном итоге открыть новые способы управления митохондриальной функцией при старении и болезнях».
Источник: SciTechDaily
