Simulările pe calculator și metodele de mecanică cuantică sunt folosite pentru a determina rolul tunelării protonilor, un fenomen pur cuantic, în mutațiile spontane din ADN.
Tunelizarea protonică implică dispariția spontană a unui proton dintr-un anumit loc și reapariția aceluiași proton în apropiere.
Biologia cuantică este un domeniu științific emergent, înființat în anii 1920, care examinează dacă lumea subatomică a mecanicii cuantice joacă un rol în celulele vii. Mecanica cuantică este un domeniu interdisciplinar prin natura sa, reunind fizicieni nucleari, biochimiști și biologi moleculari.
Echipa de cercetători, de la Leverhulme Doctoral Centre for Quantum Biology din cadrul Universității Surrey, a descoperit că atomii de hidrogen, care sunt foarte ușori, asigură legăturile care țin împreună cele două șiruri ale dublului helix al ADN-ului și pot, în anumite condiții, să se comporte ca niște unde împrăștiate care pot exista în mai multe locuri în același timp datorită tunelării protonilor. Acest lucru duce la acesteatomii se găsesc ocazional pe un fir greșit de ADN, ceea ce duce la mutații.
Deși durata de viață a acestor mutații este scurtă, echipa din Surrey a dezvăluit că ele pot supraviețui în continuare mecanismului de replicare a ADN-ului în celule și pot avea consecințe asupra sănătății.
Dr. Marco Sacchi, conducătorul proiectului, a declarat: "Mulți au suspectat de mult timp că lumea cuantică, care este ciudată, contraintuitivă și minunată, joacă un rol în viața așa cum o știm. Deși ideea că ceva poate fi prezent în două locuri în același timp poate părea absurdă pentru mulți dintre noi, se întâmplă tot timpul în lumea cuantică, iar studiul nostru confirmă cătunelizarea cuantică are loc și în ADN la temperatura camerei".
Louie Slocombe, doctorand la Leverhulme Quantum Biology Doctoral Training Centre și coautor al studiului, a declarat: "Există încă un drum lung și interesant pentru a înțelege modul în care funcționează procesele biologice la nivel subatomic, dar studiul nostru, precum și multe altele din ultimii ani, au confirmat că mecanica cuantică este în joc. În viitor, sperăm căsă investigheze modul în care tautomerii produși prin tunelare cuantică se pot propaga și genera mutații genetice."
Lucrarea științifică a fost publicată în revista Physical Chemistry Chemical Physics.
