Magnetic Field-dependent Isotope Effect Supports Radical Pair Mechanism in Tubulin Polymerization
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Weak magnetic fields and isotopes have been shown to influence biological processes; however, the underlying mechanisms remain poorly understood, particularly because the corresponding interaction energies are far below thermal energies, making classical explanations challenging or impossible. Microtubules, dynamic cytoskeletal fibers, offer an ideal system to test weak magnetic field effects due to their self-assembling capabilities, sensitivity to magnetic fields, and their central role in cellular processes. In this study, we use a combination of experiments and simulations to explore how nuclear spin dynamics affect microtubule polymerization by examining interactions between magnesium isotope substitution and weak magnetic fields. Our experiments reveal an isotope-dependent effect, which can be explained via a radical pair mechanism, explicitly arising from nuclear spin properties rather than isotopic mass differences. This nuclear spin-driven isotope effect is notably enhanced under an applied weak magnetic field of approximately 3 mT. Our theoretical model based on radical pairs achieves quantitative agreement with our experimental observations. These results establish a direct connection between quantum spin dynamics and microtubule assembly, providing new insights into how weak magnetic fields influence cellular and biomolecular functions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».