最新科学研究表明:异常量子力学现象可能会导致人类DNA突变

产业资讯 量科网 2021-02-28 14:16

我们很难将亚原子粒子的奇异量子行为概念化,这些粒子通常太小,短暂且违反直觉,无法在任何有形的规模上进行概念化。但一项新的研究逆转了这一趋势,最新研究表明异常的量子现象可能会对生物结构产生严重影响,甚至会导致DNA分子中的点突变。

根据萨里大学的科学家上个月在《物理化学化学物理学》杂志上发表的研究,其研究结果显示,将两条螺旋形DNA链连接在一起的氢键是一个具有量子隧穿效应的不寻常质子。

当质子看似消失并重新出现在物理或高能屏障另一侧的其他位置时,就发生了质子隧穿。与存在于量子尺度上的其他亚原子粒子相比,质子是巨大的,因此看到质子隧道现象并不像看到电子隧道那样普遍。但如果当它发生在DNA分子中时,实际上就是将原子移动到了错误的位置,这从而导致了遗传密码中的基因突变。

该论文的主要作者萨里大学化学家Marco Sacchi在一份新闻稿中说:“很多人长期以来一直在怀疑,量子世界它是怪异的、违反直觉的、奇妙的——如何在生活中起着作用。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,但这种情况在量子世界中一直都在发生。我们的研究证实,在室温下的DNA中也会发生量子隧穿。”

这些量子突变导致出现健康问题的可能性很小。该论文指出,DNA分子能够在很短的时间内纠正自身。但是就像其他任何突变一样,这些突变可能会在DNA复制过程中占据并传播,从而可能引起问题甚至增加患癌症的风险。

该研究的合著者量子生物学家Louie Slocombe在新闻稿中说道:“要了解生物过程如何在亚原子水平上工作,我们还有很长而激动人心的路要走,但我们的研究以及近年来其他无数研究都已证实量子力学在其中发挥作用。”(编译/Rainet)