Китайские ученые зафиксировали признаки квантовой природы энергетических процессов внутри живых клеток

Исследовательская группа из Шанхайского университета науки и технологий зафиксировала в неповрежденных митохондриях высокочастотные колебания, указывающие на наличие квантовых состояний. Данное наблюдение предлагает физическое объяснение высокой эффективности, с которой живые клетки конвертируют питательные вещества в молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) — главный источник клеточной энергии.

В ходе экспериментов специалисты под руководством Бо Суна анализировали культуры человеческих клеток, изолированные митохондрии и образцы тканей мышей, включая печень, почки, сердце и скелетные мышцы. Для измерений применялась инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье — метод, регистрирующий реакции молекул на электромагнитное излучение различных диапазонов.

Во всех структурно целых биологических образцах приборы зафиксировали сигнал на частоте 71 терагерц, что эквивалентно 71 триллиону колебаний в секунду. При сушке и измельчении биоматериала, разрушающих внутреннюю архитектуру органелл, эта вибрация полностью исчезала. Подобная реакция подтвердила, что источником колебаний выступает не отдельная химическая молекула, а целостная митохондриальная структура.

Для объяснения природы полученного сигнала была составлена математическая модель. Расчеты показали, что частота 71 терагерц возникает вследствие квантового взаимодействия между светом и углеводородными связями (CH2) в липидах крист — плотно свернутых внутренних мембран митохондрий. В стандартных условиях эти связи колеблются на частоте 87 терагерц, однако квантовая суперпозиция расщепляет базовый показатель на два уровня: 71 и 103 терагерца.

С целью проверки влияния данного механизма на клеточный метаболизм ученые подвергли биологические образцы воздействию инфракрасного света на выбранных резонансных частотах. Объем синтезируемого АТФ после облучения вырос на 10 процентов. Использование контрольного лазера с частотой 53,7 терагерца статистически значимых изменений в выработке энергии не вызвало.

Материалы исследования размещены на платформе препринтов bioRxiv и проходят этап подготовки к независимому рецензированию. Представленные данные допускают, что органеллы способны задействовать законы квантовой физики для регуляции производства энергии. В случае подтверждения гипотезы данная физическая модель расширит текущие представления о механизмах клеточного метаболизма.

Источник: biorxiv.org