Ученые Дальневосточного федерального университета и Объединенного института ядерных исследований смоделировали условия, при которых генетическая информация внутри живой клетки может передаваться по квантовому каналу практически мгновенно и с минимальным числом ошибок. Исследователи предположили, что такой механизм может напоминать квантовую телепортацию. Результаты работы опубликованы в журнале BioSystems, сообщило РИА Новости.
При создании белков клетка использует участок ДНК как образец для формирования матричной РНК, или мРНК. Перенос генетических сведений с ДНК на РНК называется транскрипцией. Во время этого процесса возможны ошибки, а сама ДНК может получить повреждения.
Такие нарушения способны закрепляться в виде мутаций и вызывать серьезные проблемы со здоровьем. В качестве примера ученые привели ген TP53, который связан с выработкой белка p53, защищающего клетки от злокачественного перерождения. Если мутация отключает этот белок, защитный механизм клетки нарушается.
Исследователи рассмотрели транскрипцию на примере участка TP53. По их расчетам, при миграции случайно возникшего заряда между ДНК и мРНК может сформироваться канал связи без участия химических посредников. Он способен обеспечивать передачу сведений на квантовом уровне, а взаимодействие молекул может привести к их квантовой запутанности.
В таком случае ДНК могла бы выступать не только хранилищем данных, но и своеобразным квантовым вычислительным устройством. Она могла бы одновременно учитывать сведения о процессах обмена веществ, внешних полях и повреждениях, а затем формировать решение о дальнейшем поведении клетки: делении, специализации или самоуничтожении.
Авторы подчеркивают, что квантовая запутанность в системе ДНК—мРНК пока остается теоретическим предположением. Для его проверки потребуются сложные эксперименты с очень высокой точностью. Подтверждение гипотезы, по словам ученых, может изменить представления о принципах работы биологических систем.