Une étude innovante a confirmé que la mécanique quantique joue un rôle dans les processus biologiques et provoque des mutations dans l'ADN.
Bien qu'elle ait déjà près d'un siècle, la biologie quantique est encore un domaine scientifique émergent. Examinez si le monde subatomique de la mécanique quantique joue un rôle dans les cellules vivantes. C'est un domaine interdisciplinaire par nature et rassemble des physiciens nucléaires, des biochimistes et des biologistes moléculaires.
Un article de recherche a récemment été publié dans la revue Chimie physique Physique chimique. Une équipe du Centre de formation doctorale en biologie quantique Leverhulme de Surrey a utilisé des simulations informatiques et des méthodes de mécanique quantique pour déterminer le rôle joué par l'effet tunnel des protons (un phénomène purement quantique) dans les mutations spontanées de l'ADN.
Qu'est-ce que le tunneling protonique
Il tunnel de protons il s'agit de la disparition spontanée d'un proton d'une position et de la réapparition du même proton à proximité.
L'équipe de recherche a découvert que les atomes d'hydrogène, qui sont très légers, fournissent les liaisons qui maintiennent ensemble les deux brins de la double hélice d'ADN. Ces atomes peuvent, dans certaines conditions, se comporter comme des ondes diffusées capables d'exister dans plusieurs positions en même temps, grâce au tunneling protonique. Cela provoque parfois la découverte de ces atomes sur le mauvais brin d'ADN, entraînant des mutations.
Bien que la durée de ces mutations soit courte, l'équipe de Surrey a révélé qu'elles pouvaient survivre au mécanisme de réplication de l'ADN dans les cellules et pourraient avoir des conséquences sur la santé.
Recherche
Le docteur Marco Sacchi, chef de projet et chercheur à la Royal Society University est très clair. « Beaucoup soupçonnent depuis longtemps que monde quantique (ce qui est étrange, contre-intuitif et merveilleux) joue un rôle dans la vie telle que nous la connaissons. L’idée que quelque chose puisse être présent à deux endroits à la fois pourrait être absurde. Cependant, cela se produit toujours en mécanique quantique. Notre étude confirme que cela se produit tout le temps dans le monde quantique, et notre étude confirme que l’effet tunnel quantique se produit également dans l’ADN à température ambiante.
Louie Slocombe, co-auteur de l’étude, déclare : « Il nous reste encore un chemin long et passionnant à parcourir pour comprendre comment les processus biologiques fonctionnent au niveau subatomique. Cependant, notre étude et d’innombrables autres réalisées ces dernières années confirment que la mécanique quantique joue un rôle. À l’avenir, nous espérons étudier comment la mécanique quantique génère des mutations génétiques. »
Ce travail consolide la mécanique quantique et la biologie quantique en tant que domaines de recherche scientifique les plus passionnants du 21e siècle.
références: "Effets quantiques et classiques dans les mutations ponctuelles d'ADN: Watson - Tautomérie de Crick dans les paires de bases AT et GC" – L. Slocombe, JS Al-Khalilib et M. Sacchi, Chimie physique Physique chimique. DOI: 10.1039 / D0CP05781A
