Tietokonesimulaatioiden ja kvanttimekaanisten menetelmien avulla selvitetään protonien tunneloitumisen, joka on puhtaasti kvantti-ilmiö, merkitystä DNA:n spontaaneissa mutaatioissa.
Protonitunneloinnissa protoni katoaa spontaanisti yhdestä paikasta ja sama protoni ilmestyy uudelleen lähelle.
Kvanttibiologia on 1920-luvulla perustettu kehittyvä tieteenala, joka tutkii, onko kvanttimekaniikan subatomisella maailmalla merkitystä elävissä soluissa. Kvanttimekaniikka on luonteeltaan poikkitieteellinen ala, joka yhdistää ydinfyysikot, biokemistit ja molekyylibiologit.
Surreyn yliopiston Leverhulme Doctoral Centre for Quantum Biology -tutkimuskeskuksen tutkimusryhmä on havainnut, että vetyatomit, jotka ovat hyvin kevyitä, muodostavat siteet, jotka pitävät DNA:n kaksoiskierteen kaksi säiettä yhdessä, ja ne voivat tietyissä olosuhteissa käyttäytyä hajallaan olevina aaltoina, jotka voivat olla useassa paikassa samanaikaisesti protonien tunneloitumisen ansiosta. Tämä johtaa näihinatomit joutuvat toisinaan väärälle DNA-juosteelle, mikä johtaa mutaatioihin.
Vaikka näiden mutaatioiden elinikä on lyhyt, Surreyn tutkimusryhmä paljasti, että ne voivat silti selviytyä DNA:n replikaatiomekanismista soluissa ja että niillä voi olla terveysvaikutuksia.
Hankkeen johtaja tohtori Marco Sacchi sanoi lausunnossaan: "Monet ovat jo pitkään epäilleet, että kvanttimaailmalla, joka on outo, vastakkainen ja ihmeellinen, on merkitystä elämässä sellaisena kuin me sen tunnemme. Vaikka ajatus siitä, että jokin voi olla läsnä kahdessa paikassa samanaikaisesti, voi tuntua monista meistä absurdilta, sitä tapahtuu jatkuvasti kvanttimaailmassa, ja tutkimuksemme vahvistaa, että kvanttimaailma on olemassa.kvanttitunnelointia esiintyy myös DNA:ssa huoneenlämmössä".
Louie Slocombe, Leverhulme Quantum Biology Doctoral Training Centre -tohtorikoulutuskeskuksen tohtorikoulutettava ja tutkimuksen toinen kirjoittaja, sanoi: "Biologisten prosessien toiminnan ymmärtäminen subatomisella tasolla on vielä pitkä ja jännittävä tie edessä, mutta tutkimuksemme, kuten monet muutkin viime vuosina tehdyt tutkimukset, ovat vahvistaneet, että kvanttimekaniikka on pelissä mukana. Tulevaisuudessa toivomme, ettätutkia, miten kvanttitunneloinnilla tuotetut tautomeerit voivat levitä ja tuottaa geneettisiä mutaatioita."
Tieteellinen artikkeli julkaistiin Physical Chemistry Chemical Physics -lehdessä.
