新研究表明量子物理学会导致我们DNA的突变

时间：2022-05-23 14:58:08来源：

一项创新研究证实，量子力学在生物过程中起作用，并引起DNA突变。

量子生物学是一门新兴的科学领域，成立于1920年代，主要研究量子力学的亚原子世界是否在活细胞中起作用。量子力学本质上是一个跨学科领域，汇集了核物理学家，生物化学家和分子生物学家。

在《物理化学化学物理》杂志上发表的一篇研究论文中，萨里大学Leverhulme量子生物学博士培训中心的一个团队使用了最先进的计算机模拟和量子力学方法来确定质子隧穿（一种纯量子现象）所起的作用DNA内部的自发突变。

质子隧穿涉及质子自一个位置的自发消失以及同一质子在附近的重新出现。

研究小组发现，氢原子非常轻，它们提供的键将DNA的双螺旋的两条链保持在一起，并且在某些条件下的行为就像可以同时存在于多个位置的散布波一样，多亏了质子隧穿。这导致这些原子偶尔会在错误的DNA链上被发现，从而导致突变。

尽管这些突变的寿命很短，但萨里大学的研究小组透露，它们仍然可以在细胞内的DNA复制机制中存活下来，并可能对健康造成影响。

萨里大学的项目负责人兼皇家学会大学研究学者Marco Sacchi博士说：“许多人长期以来一直怀疑，量子世界-它是怪异的，违反直觉的，奇妙的-在我们所知道的生活中扮演着重要的角色。虽然对于我们许多人来说，某些事物可以同时存在于两个地方的想法是荒谬的，但这在量子世界中一直都在发生，我们的研究证实了量子隧穿在室温下也发生在DNA中。”

Leverhulme量子生物学博士培训中心的博士生Louie Slocombe说：“要了解生物过程如何在亚原子水平上工作，我们还有很长一段令人兴奋的路要走，但是我们的研究以及近年来的无数研究已经证实了量子力学的作用。将来，我们希望研究由量子隧穿产生的互变异构体如何传播和产生基因突变。”

这项研究的合著者，萨里大学勒沃胡姆量子生物学博士培训中心的联合主任吉姆·哈利利说：“与一群由科学界广泛联盟组成的年轻，Perse和有才华的思想家一起工作真是令人激动。这项工作使量子生物学成为21世纪最令人兴奋的科学研究领域。”

参考： DNA点突变的量子效应和经典效应：“ AT和GC碱基对中的Watson-Crick互变异构”，作者：L。Slocombe，J。S. Al-Khalilib和M. Sacchi，2021年1月29日，《物理化学化学物理学》。
10.1039 / D0CP05781A