La biologia quantistica è un campo emergente della scienza, fondata negli anni '20, che esamina se il mondo subatomico della meccanica quantistica svolge un ruolo nelle cellule viventi. La meccanica quantistica è un campo interdisciplinare per natura, riunire fisici nucleari, biochimici e biologi molecolari.

In un articolo di ricerca pubblicato dalla rivista Chimica Fisica Fisica Chimica , un team del Leverhulme Quantum Biology Doctoral Training Center del Surrey ha utilizzato simulazioni al computer all'avanguardia e metodi di meccanica quantistica per determinare il ruolo del tunneling protonico, un fenomeno puramente quantistico, svolge in mutazioni spontanee all'interno del DNA.

Il tunneling protonico comporta la scomparsa spontanea di un protone da una posizione e la ricomparsa dello stesso protone nelle vicinanze.

Il team di ricerca ha scoperto che gli atomi di idrogeno, che sono molto leggeri, forniscono i legami che tengono insieme i due filamenti della doppia elica del DNA e possono, a determinate condizioni, si comportano come onde sparse che possono esistere in più posizioni contemporaneamente, grazie al tunneling protonico. Questo porta a questi atomi che vengono trovati occasionalmente sul filamento sbagliato di DNA, portando a mutazioni.

Sebbene la vita di queste mutazioni sia breve, il team del Surrey ha rivelato che possono ancora sopravvivere al meccanismo di replicazione del DNA all'interno delle cellule e potrebbero avere conseguenze sulla salute.

Dott. Marco Sacchi, il capo progetto e Royal Society University Research Fellow presso l'Università del Surrey, ha detto:"Molti hanno a lungo sospettato che il mondo quantistico, il che è strano, controintuitivo e meraviglioso:gioca un ruolo nella vita come la conosciamo. Mentre l'idea che qualcosa possa essere presente in due luoghi contemporaneamente potrebbe essere assurda per molti di noi, questo accade sempre nel mondo quantistico, e il nostro studio conferma che il tunneling quantistico avviene anche nel DNA a temperatura ambiente".

Louie Slocombe, un dottorato di ricerca studente presso il Leverhulme Quantum Biology Doctoral Training Center e coautore dello studio, disse:

"C'è ancora una strada lunga ed entusiasmante davanti a noi per capire come funzionano i processi biologici a livello subatomico, ma il nostro studio, e innumerevoli altri negli ultimi anni, hanno confermato che la meccanica quantistica è in gioco. Nel futuro, speriamo di studiare come i tautomeri prodotti dal tunneling quantistico possono propagarsi e generare mutazioni genetiche".