Раскрывается влияние ядерного спина на биологические процессы

Ученые долгое время считали, что ядерный спин не оказывает влияния на биологические процессы. Однако недавние исследования показали, что определенные изотопы ведут себя иначе из-за своего ядерного спина. Группа ученых сосредоточилась на стабильных изотопах кислорода (16O, 17O, 18O) и обнаружила, что ядерный спин значительно влияет на динамику кислорода в хиральных средах, особенно на его транспорт.

Профессор Йосси Палтиель, ведущий исследователь, выразил восторг значимостью этих результатов. Он заявил: "Наши исследования демонстрируют, что ядерный спин играет решающую роль в биологических процессах, предполагая, что его манипуляции могут привести к революционным применениям в биотехнологии и квантовой биологии. Это потенциально может революционизировать процессы изотопного разделения и открыть новые возможности в областях, таких как ЯМР".

Исследователи изучали "странные" свойства крошечных частиц в живых организмах, обнаруживая места, где квантовые эффекты влияют на биологические процессы. Например, изучение квантовых эффектов в навигации птиц может помочь некоторым птицам находить путь в долгих путешествиях. У растений эффективное использование солнечного света для получения энергии также подвержено воздействию квантовых эффектов. Эта связь между миром крошечных частиц и живыми существами, вероятно, существует на протяжении миллиардов лет, с момента появления жизни и молекул с особыми формами, называемыми хиральностью.

Хиральность важна, потому что только молекулы с правильной формой могут выполнять свои функции в живых организмах. Связь между хиральностью и квантовой механикой была обнаружена в "спине", что похоже на крошечное магнитное свойство. Хиральные молекулы могут взаимодействовать с частицами по- разному в зависимости от их спина, создавая так называемый эффект хирально-индуцированной выборочной спины (CISS). Это исследование подчеркивает важность спина в процессах жизни.

Понимание и контроль спина могут иметь большое значение для функционирования живых существ. Это также может помочь улучшить медицинскую диагностику и создать новые способы лечения заболеваний. Исследование было совместным усилием ученых из различных институтов, включая Институт земельных и жизненных наук в Иерусалиме и Институт Вейцмана, при участии Департамента прикладной физики Еврейского университета.

• Грибы как компьютерные чипы: учёные создают «живую память» из шиитаке
• Учёные создали трёхслойное микрофлюидное устройство для сверхэффективного охлаждения электроники
• Обычный кристалл оказался идеальным материалом для технологий на сверхнизких температурах
• Учёные научились превращать снимки атомно-силового микроскопа в точные 3D-модели движений белков
• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции