| prof. dr hab. Mariusz Pietruszka |
Koherencja indukowana polem i kondensacja Fröhlicha w uwodnionym DNA | Badania prof. M. Pietruszki
Nowe badanie ujawnia koherencję indukowaną polem w uwodnionym DNA — możliwy krok w kierunku biologii kwantowej w warunkach otoczenia.
Prof. dr hab. Mariusz Pietruszka z Wydziału Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Śląskiego opublikował przełomowe badania w czasopiśmie BioSystems (Elsevier), wykazujące, że uwodnione DNA może wykazywać efekty koherencji indukowanej polem w temperaturze pokojowej, podważając tym samym konwencjonalne ograniczenia zjawisk kwantowych w materii biologicznej. Recenzowany artykuł „Field-Induced Coherence and Fröhlich Condensation in Hydrated DNA” bada, w jaki sposób pola magnetyczne i warunki hydratacji mogą indukować kolektywną dynamikę protonów przypominającą kondensację Fröhlicha – nierównowagowy stan koherentny, wcześniej (1968) teoretyzowany w biofizyce, ale nie obserwowany eksperymentalnie.
Badania łączą eksperymentalne pomiary w układach DNA–woda z przewidywaniami teoretycznymi opartymi na równaniu Grossa–Pitajewskiego, oferując pomost między fizyką materii skondensowanej a biologią molekularną. Co istotne, praca sugeruje, że koherentny transport protonów mógłby być utrzymywany w biologicznie istotnym, wodnym środowisku w dodatnich temperaturach Celsjusza i pod ciśnieniem atmosferycznym – warunkach, w których naturalnie istnieje życie.
„Jeśli koherencja kwantowa odgrywa rolę w biologii, musi ona funkcjonować w naturalnych warunkach życia – nie tylko w laboratoriach fizyki ultrazimnej” – powiedział prof. M. Pietruszka. „Nasze wyniki wskazują na mechanizmy, które mogą umożliwiać taką koherencję, mediowaną przez protony, a nie elektrony, w miękkiej i uwodnionej materii”.
To interdyscyplinarne badanie ma implikacje dla zrozumienia fundamentalnych procesów biologicznych, od biomolekularnego transferu energii po transdukcję sygnału. Może ono zainspirować nowe technologie w „protonice” – rozwijającej się tu dziedzinie skupiającej się na wykorzystaniu koherentnego ruchu protonów do przetwarzania informacji.
Kontakt
Prof. dr hab. Mariusz Pietruszka
Instytut Biologii, Biotechnologii i Ochrony Środowiska
Wydział Nauk Przyrodniczych
Uniwersytet Śląski w Katowicach
email: mariusz.pietruszka@us.edu.pl
Fot. Sangharsh Lohakare | Unsplash