論文の概要: Radical pairs can explain magnetic field and lithium effects on the circadian clock

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.10677v1
• Date: Wed, 21 Jul 2021 15:10:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 07:19:36.435264
• Title: Radical pairs can explain magnetic field and lithium effects on the circadian clock
• Title（参考訳）: ラジカル対は概日時計の磁場とリチウム効果を説明することができる
• Authors: Hadi Zadeh-Haghighi and Christoph Simon
• Abstract要約: 磁場とリチウムが概日時計のリズムに影響を及ぼすことを示す。 我々のモデルは、強い磁場が時計の周期を短縮すると予想する。 また、リチウムは同位体依存的に時計に影響を与えると予測する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Drosophila's circadian clock can be perturbed by magnetic fields, as well as by lithium administration. Cryptochromes are critical for the circadian clock. Further, the radical pairs in cryptochrome also can explain magnetoreception in animals. Based on a simple radical pair mechanism model of the animal magnetic compass, we show that both magnetic fields and lithium can influence the spin dynamics of the naturally occurring radical pairs and hence modulate the circadian clock's rhythms. Using a simple chemical oscillator model for the circadian clock, we show that the spin dynamics influence a rate in the chemical oscillator model, which translates into a change in the circadian period. Our model can reproduce the results of two independent experiments, magnetic fields and lithium effects on the circadian clock. Our model predicts that stronger magnetic fields would shorten the clock's period. We also predict that lithium influences the clock in an isotope-dependent manner. Furthermore, our model also predicts that magnetic fields and hyperfine interactions modulate oxidative stress. The findings of this work suggest that quantum nature and entanglement of radical pairs might play roles in the brain, as another piece of evidence in addition to recent results on xenon anesthesia and lithium effects on hyperactivity.
• Abstract（参考訳）: ショウジョウバエの概日時計は、磁場やリチウムの投与によって摂動することができる。 クリプトクロムは概日時計にとって重要である。 さらに、クリプトクロムのラジカル対は動物の磁気受容を説明することもできる。 動物磁気コンパスの単純なラジカル対機構モデルに基づき、磁場とリチウムは天然に存在するラジカル対のスピンダイナミクスに影響を与え、したがって概日時計のリズムを変調できることを示した。 概日時計の単純な化学発振器モデルを用いて、スピンダイナミクスが化学発振器モデルの速度に影響を与え、概日時計の周期の変化に繋がることを示した。 本モデルは,2つの独立実験,磁場とリチウムの影響を概日時計上で再現することができる。 我々のモデルは、強い磁場が時計の周期を短縮すると予想する。 また,リチウムが時計に与える影響を同位体依存的に予測する。 さらに、我々のモデルは、磁場と超微粒子相互作用が酸化ストレスを変調すると予想する。 この研究の知見は、キセノン麻酔とリチウムの過活動への影響に関する最近の結果に加えて、ラジカル対の量子的性質と絡み合いが脳での役割を担っていることを示唆している。

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