MPMS協助北大謝燦課題組發現磁感應蛋白：或揭開“第六感”之謎
2015年11月16日，北京大學生命科學學院的謝燦課題組在Nature Materials(Nature Materials 15, 217–226 (2016) | doi:10.1038/nmat4484)雜志在線發表論文，次報道了一個全新的磁受體蛋白(MagR)，該突破性進展或將揭開被稱為生物“第六感”的磁覺之謎，并推動整個生物磁感受能力研究領域的發展。
在該文章中作者提出了一個基于蛋白質的生物指南針模型(Biocompass model)。該模型認為，存在一個鐵結合蛋白作為磁感應受體(Magnetoreceptor，MagR)，該蛋白通過線性多聚化組裝，形成了一個棒狀的蛋白質復合物(Magnetosensor)，就像一個小磁棒一樣有南北，通過MPMS綜合物性測量系統對該MagR受體的微弱磁性進行了檢測。
蛋白質的生物指南針模型(圖片來源：Siying Qinet al. Nature Materials 15, 217–226 (2016))
生物物理學和物理學實驗證明，MagR蛋白復合物具有很明顯的內稟磁矩，能通過磁場在實驗室富集和純化得到。作者不僅從物理性質上測量了該蛋白在溶液狀態下的磁性特征，還通過電鏡觀察到MagR蛋白質復合物能感應到微弱的地球磁場(在北京大致為0.4高斯)，并沿著地球磁場排列。人工增強磁場強度可以導致這種排列更加有序。實驗中也觀測到了蛋白質晶體呈現強的磁性，能明顯被鐵磁物質吸引，當外界磁場突然反向時，蛋白質棒狀復合物會發生180°跳轉。作者推測該蛋白質復合物磁性的物理基礎可能基于MagR蛋白在棒狀多聚復合物的軸線上鐵原子的有序排列以及在由鐵硫簇形成的平行“鐵環”中可能存在環形電流。
在MPMS磁學性質測量系統上測得的MagR磁學數據
(圖片來源：Siying Qinet al. Nature Materials 15, 217–226 (2016))
值得一提的是該MagR的其微弱亞鐵磁性在Quantum Design公司MPMS XL-1 1T的主機系統上檢測出來，給磁感應蛋白的理論提供了強有力的實驗數據支撐。MPMS磁學性質測量系統為此次生物醫學的突破做出了巨大貢獻，同時也意味著MPMS磁學測量系統的將拓展到更多更廣泛的應用領域，為廣大科研工作者提供更多幫助。
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