Uued uuringud näitavad, et kvantfüüsika võib põhjustada meie DNA mutatsioone

Uued uuringud näitavad, et kvantfüüsika võib põhjustada meie DNA mutatsioone
Uued uuringud näitavad, et kvantfüüsika võib põhjustada meie DNA mutatsioone
Anonim

Murrangulised uuringud on kinnitanud, et kvantmehaanika mängib rolli bioloogilistes protsessides ja põhjustab DNA mutatsioone.

Kvantbioloogia on kujunemisjärgus teadusvaldkond, mis tekkis 1920. aastatel ja mis uurib, kas kvantmehaanika subatomiline maailm mängib elusrakkudes rolli. Kvantmehaanika on oma olemuselt interdistsiplinaarne valdkond, mis ühendab tuumafüüsikuid, biokeemikuid ja molekulaarbiolooge.

Ajakirjas Physical Chemistry Chemical Physics avaldatud teadustöös kasutas Surrey Leverhulme'i kvantbioloogia doktorikeskuse meeskond kaasaegseid arvutisimulatsioone ja kvantmehaanilisi meetodeid, et määrata prootonite tunnelimise roll, puhtalt kvant nähtus DNA spontaansete mutatsioonide korral.

Prootonite tunnelimine hõlmab prootoni spontaanset kadumist ühest kohast ja sama prootoni taasilmumist läheduses.

Uurimisrühm leidis, et vesiniku aatomid, mis on väga kerged, tagavad sidemed, mis hoiavad DNA kaksikspiraali kahte ahelat koos, ja teatud tingimustel võivad nad käituda nagu levivad lained, mis võivad eksisteerida korraga mitmes kohas prootonite tunnelimine. See viib asjaolu, et mõnikord satuvad need aatomid valele DNA ahelale, mis põhjustab mutatsioone.

Ehkki neil mutatsioonidel on lühike eluiga, leidis Surrey meeskond, et nad suudavad siiski ellu jääda DNA replikatsioonimehhanismi rakkudes ja neil võivad olla tagajärjed tervisele.

Dr Marco Sacchi, projektijuht ja Surrey Ülikooli Kuningliku Seltsi liige, ütles: "Paljud on juba ammu kahtlustanud, et kvantmaailm - kummaline, vastuintuitiivne ja imeline - mängib elus rolli, nagu me seda teame." olla kahes kohas korraga, võib see paljudele meist tunduda absurdne, kvantmaailmas juhtub seda kogu aeg ja meie uuringud kinnitavad, et kvanttunneldamine toimub ka toatemperatuuril DNA -s."

Louis Slocombe, Leverhulme'i kvantbioloogia doktorikeskuse doktorant ja uuringu kaasautor, ütles: "Meil on veel pikk ja põnev teekond, et mõista, kuidas bioloogilised protsessid subatoomilisel tasemel toimivad, kuid meie uuringud - ja lugematu arv teised viimastel aastatel. aastat, - on kinnitanud, et sellesse protsessi on kaasatud kvantmehaanika. Tulevikus loodame uurida, kuidas kvanttunneldamise tulemusena tekkinud tautomeerid võivad paljuneda ja põhjustada geneetilisi mutatsioone."

Jim Al-Khalili, uuringu kaasautor ja Surrey Ülikooli Leverhulme kvantbioloogia doktorikeskuse kaasdirektor, ütles: „Selle noorte, mitmekesiste ja andekate mõtlejate rühmaga oli väga põnev töötada laia teadusmaailma koalitsiooni. kui 21. sajandi kõige põnevam teadusuuringute valdkond."

Soovitan: