然而，Meister指出，谢灿研究组提出的蛋白复合体不可能起到生物磁针的作用。Meister认为，室温下仍能保持铁磁性最小的磁铁矿晶体包含上百万个铁原子，它们紧密排列，形成大小约30 nm的晶体。铁原子通过磁性相互作用，克服热运动造成的无序，使铁原子的磁矩同向排列形成单畴铁磁体。而在谢灿的研究中提到的蛋白，仅含有40个铁原子，数目比上述磁铁矿晶体低约5个数量级；而且，这40个铁原子散落分布在24 nm的空间中，原子间距过大，其磁性相互作用也会大大减弱，远远达不到形成生物磁针的条件。

　　Meister进一步的计算表明，即便假设这些铁原子通过未知原因在室温下形成了整体的磁矩，磁场对蛋白的作用力也无法克服随机热运动而使它们以如此高的比例平行于地磁场排列。每个蛋白中的40个铁原子至多有200个不成对电子，即使形成饱和的铁磁磁矩，它们与地磁场（约50 μT，微特斯拉）相互作用的能量也只有 J（焦耳），而室温（T=300 K，开尔文）下所需克服的热运动的能量尺度为J（玻尔兹曼常数 J/K），因此，在热运动造成的蛋白随机取向的背景上，至多只有约为0.002%的蛋白质能够通过与地磁场相互作用沿地磁场排列，这与谢灿研究组发表的论文中所声称的“约45%蛋白质棒状大分子的长轴大致平行于地磁场排列”的结论大相径庭。Meister指出，该研究中中观察到的蛋白随磁场旋转的现象可能由于完全不同的原因，甚至可能与磁场完全无关。

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　　磁遗传学时代到来

　　磁遗传学为什么重要？为什么会引起如此关注？要回答这个问题，我们需要先回顾一下神经调控技术的发展历史（图3）。由于发病机理的复杂性，包括精神分裂症、老年痴呆症、帕金森综合症等在内的多种神经性疾病至今依然得不到有效的预防和治疗，但人类从来没有停下探索的脚步。自20世纪30年代以来，神经外科医生和神经科学家就一直在探索和开发治疗神经性疾病的技术，其中包括获得诺贝尔奖却被称为神经科学黑历史的前脑叶白质切除术，以及获得2014年拉斯克奖的深部大脑刺激技术。然而，这些技术具有高损伤性，并伴随很强的副作用，因此，开发无创伤的神经调控工具，来研究健康和疾病状态下的神经活动，修复受损伤的大脑活动，一直是神经科学家追求的梦想，而“光遗传学”、“超声波遗传学”和“磁遗传学”正是他们实现梦想的至关重要的手段。

　　图3：神经调控工具的发展历史（Temel et al., 2015）

　　首先，“光遗传学”（optogenetics）技术给神经生物学，或者从更大范围来说，给生命医学领域带来了一场技术革命。简单地说，光遗传学是指将光敏感基因导入神经元，用光来操纵神经元活动的方法。目前，光遗传学不仅被广泛用于研究与特定行为相关的神经环路，在临床转化如治疗失明、帕金森症、缓解慢性疼痛等也有广泛的潜在应用。尽管光遗传学在十年间迅速在全世界得到推广，并且已经用于治疗失明患者，然而由于生物组织对光的吸收和散射作用，光穿透生物组织的能力差，因此需要进行开颅手术，在大脑中植入光纤，这使得光遗传学的应用受到了限制。

　　而与光刺激相比，超声波和磁场是无损伤调控神经活动的最佳手段，这也是B超和核磁共振广泛运用于临床的重要原因之一。去年9月，Salk研究所Sreekanth Chalasani研究组首次实现了“超声波遗传学”。这一方法是通过在神经元里过度表达机械敏感离子通道TRP-4，使得原本对低压超声波不敏感的神经元敏感化——超声波引起的细胞膜机械形变可以有效地激活TRP-4，从而激活神经活动。但是，超声波在空气中传播衰减快，不仅需要将实验装置放置在水中，而且需要用微小脂膜气泡来放大超声效果，这些缺点都限制了超声波遗传学的推广和应用。