Российские ученые выяснили, как в живой клетке может происходить телепортация

Ученые Дальневосточного федерального университета и Объединенного института ядерных исследований смоделировали физические условия, при которых в живой клетке может происходить практически мгновенная и безошибочная передача генетической информации по квантовому каналу. Результаты исследования опубликованы в журнале BioSystems.

Авторы работы предполагают, что передача информации в биологических системах может происходить по механизму, напоминающему квантовую телепортацию. При этом речь идет пока только о теоретическом предсказании, которое еще предстоит подтвердить экспериментально.

Для синтеза белков клетка использует участок ДНК как матрицу для создания матричной РНК. Этот процесс называется транскрипцией. Во время него возможны ошибки, а сама молекула ДНК может повреждаться. Такие изменения способны закрепляться в виде мутаций и приводить к серьезным последствиям для организма.

Один из авторов исследования, доцент ДВФУ Сергей Ширмовский, привел в качестве примера ген TP53. Его мутация может привести к потере функции белка p53, который участвует в защите клеток от злокачественного перерождения.

Исследователи рассмотрели процесс транскрипции на примере участка TP53. Согласно их модели, если во время переписывания информации между ДНК и мРНК происходит миграция случайно индуцированного заряда, между молекулами может возникнуть канал связи без участия химических посредников. Такой механизм, по предположению ученых, способен обеспечить передачу информации на квантовом уровне с минимальным количеством ошибок.

По словам Ширмовского, условия для возможного квантового взаимодействия возникают в момент, когда фермент РНК-полимераза разделяет двойную спираль ДНК, а на одной из ее цепей формируется комплементарная мРНК. В этот момент ДНК и новая молекула РНК находятся в непосредственном контакте, что теоретически может привести к их квантовому запутыванию.

Ученый сравнил этот эффект с двумя монетами, между которыми существует условная «волшебная связь». В обычной ситуации результаты подбрасывания двух монет независимы. При квантовой запутанности состояния объектов могут быть связаны между собой даже на большом расстоянии.

Если существование квантового канала в системе ДНК-мРНК подтвердится, ДНК, по мнению исследователей, может рассматриваться не только как хранилище генетической информации, но и как система, способная одновременно учитывать различные параметры состояния клетки и участвовать в принятии решений о ее дальнейшем поведении.

При этом соавтор исследования, ведущий научный сотрудник Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ Алексей Чижов подчеркнул, что квантовое запутывание в биологических системах пока остается теоретическим предположением. Для его проверки потребуются сложные эксперименты высокой точности.