Российские ученые разработали модель квантовой телепортации в живых клетках

Исследователи из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) смоделировали физические условия, при которых может происходить мгновенная передача генетической информации внутри живой клетки. По их мнению, этот процесс может быть аналогичен квантовой телепортации, что открывает новые перспективы для понимания функционирования биологических систем, о чем сообщает статья в журнале BioSystems.

Процесс синтеза белков в клетках начинается с формирования матричной РНК (мРНК) на основе ДНК, что происходит через транскрипцию. Во время этого процесса могут возникать ошибки, а также повреждения ДНК, что может привести к мутациям, способным вызвать серьезные заболевания. Одним из примеров является мутация в гене TP53, которая отключает белок p53, отвечающий за защиту клетки от злокачественной трансформации, отметил доцент ДВФУ Сергей Ширмовский.

Ученые сосредоточились на транскрипции гена TP53, где они теоретически установили, что миграция заряда между цепями ДНК и мРНК может создать канал передачи информации, не требующий химических посредников. Это открывает возможность передачи информации на квантовом уровне с минимальным риском ошибок.

Если передача информации в молекуле ДНК действительно возможна через квантовый канал, то ДНК может функционировать не только как хранилище данных, но и как квантовое вычислительное устройство. Оно будет способно одновременно обрабатывать информацию о метаболизме и повреждениях клетки, принимая решения о её судьбе, такие как деление, дифференциация или самоуничтожение.

Ширмовский также объяснил, что в момент, когда фермент РНК-полимераза разъединяет двойную спираль ДНК, создаются условия для квантового взаимодействия между ДНК и мРНК. Это взаимодействие может привести к квантовому запутыванию, при котором состояния обеих молекул становятся зависимыми друг от друга. Экспериментальное подтверждение таких теоретических предсказаний могло бы значительно изменить понимание биологических процессов, добавил соавтор исследования Алексей Чижов.