Фоточувствительный белок криптохром выполняет у животных ещё и функцию магниторецептора, способного «видеть» магнитное поле Земли. Оказалось, что криптохром, пересаженный от человека к насекомым, с успехом занимается тем же.

Животные, участвующие в долгих миграционных путешествиях, обладают хорошо развитой дополнительной системой навигации — способностью чувствовать магнитное поле Земли. Рептилии, птицы и рыбы в буквальном смысле видят его, а помогает им в этом специальный белок криптохром.

Впервые роль этого зрительного пигмента в геомагнитной навигации была показана на примере плодовых мушек. Считается, что возбужденные потоком света электроны испытывают крохотные изменения в спине, которые происходят под действием магнитного поля. Эти спиновые колебания улавливаются криптохромом, который уподобляется своеобразному «квантовому компасу». Исходя из показаний такого «компаса», можно определить своё местоположение по силовым линиям магнитного поля Земли.

Хотя в этой криптохромной теории есть ещё масса пробелов (геомагнитные «способности» белка обнаружены всего три года назад), считается, что такая система ориентации свойственна весьма широкому кругу животных, от насекомых до птиц. Кроме человека: наш криптохром якобы утратил способность «видеть» магнитное поле, но взамен этого встроился в систему регуляции циркадных ритмов.

Рис. 1. Морские черепахи обладают одной из самых совершенных систем геомагнитной навигации, позволяющей им оценивать силу магнитного поля и направление его силовых линий. (Фото Dan Scheeler).

Группа исследователей с медицинского факультета Массачусетского университета (США), которая описала роль этого белка в геомагнитной навигации, сообщает в журнале Nature Communications, что человеческий криптохром обладает теми же свойствами. Учёные проверяли, могут ли белки позвоночных замещать свои аналоги у насекомых. Для этого были получены дрозофилы, у которых ген криптохрома был выключен, — такие насекомые теряли способность к «магнитной» ориентации и не могли пройти через магнитный лабиринт. В какой-то момент исследователям пришла в голову мысль ввести мухам ген человеческого криптохрома-2, и насекомые, снабжённые таким белком, вновь обретали «магнитное» чувство!

С одной стороны, эти результаты лишний раз доказывают роль этих белков в системе геомагнитной навигации, независимо от того, к какой группе организмов они принадлежат. С другой — встаёт вопрос, что же всё-таки криптохром делает у человека. Споры о том, есть ли у нас геомагнитное чувство, подобно птицам и морским черепахам, ведутся давно и с переменным успехом. Возможно, дальнейшие исследования позволят обнаружить то, чего мы сами о себе не знаем, — способность видеть магнитные поля. Но, как говорят учёные, такая система навигации может довольно дорого обходиться её владельцу: для работы в качестве квантового компаса криптохрому нужны высокоактивные кислородные радикалы, а их молекулы весьма небезопасны для ДНК.

Так что способность видеть магнитные поля может сильно сократить жизнь ввиду повреждения генетического аппарата. Пока же исследователей занимает проблема того, как криптохром сообщается с нервной системой, то есть каким образом эти мельчайшие квантовые изменения в молекуле преобразуются в нервный импульс, направляющийся в мозг…