اخبار کوانتومی – دستاوردهایی جذاب در نحوه ارتباط سلول‌ها!
عنوان خبر: دستاوردهایی جذاب در نحوه ارتباط سلول‌ها!
ژانر/موضوع: فیزیک کوانتومی، زیست شناسی
تاریخ انتشار خبر: 28 دسامبر 2024
منبع خبر: PHYS ORG
چکیده: صد سال پیش، الکساندر گروویچ کشف کرد که سلول‌های زنده نور فرابنفش ضعیفی به نام «تابش میتوژنتیک» منتشر میکنند که تقسیم سلولی را تحریک می‌کند. یافته‌های او به دلیل نبود توضیح کافی رد شد، اما اکنون با استفاده از مکانیک کوانتومی دوباره مورد بررسی قرار گرفته‌اند. پژوهش جدید نشان داده که انتشار فوتون‌های بسیار ضعیف (UPE) از طریق اثرات تشدید کوانتومی و با استفاده از نظریه سیستم‌های باز کوانتومی و مدل Fano-Feshbach میتوانند میتوز را تقویت کنند.
این پیشرفت، زیست‌شناسی و فیزیک کوانتومی را پیوند داده و نشان میدهد که سلول‌ها به‌عنوان سیستم‌های پویا قادر به تقویت سیگنال‌های نوری ضعیف هستند. UPEها کانال‌های ارتباطی فعالی هستند که فرآیندهایی مانند میتوز، فتوسنتز و کاتالیز آنزیمی را بازتعریف میکنند. همچنین، UPEها قابلیت‌های جدیدی برای تشخیص پزشکی، درمان‌های احیاکنندگی و نوآوری‌های زیست‌فناوری فراهم میکنند. این پژوهش نقشه‌ای کوانتومی برای حیات آشکار کرده و مرزهای تازه‌ای گشوده است.
شرح کامل خبر:
صد سال پیش، الکساندر گورویچ ایده‌ای انقلابی مطرح کرد: سلول‌های زنده نور فرابنفش ضعیفی به نام “تابش میتوژنیک” ساطع میکنند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و تقسیم سلولی را تحریک نمایند. آزمایش‌های او در دهه ۱۹۲۰ نشان داد که نور فرابنفش ساطع شده از نوک یک ریشه پیاز می‌تواند تقسیم سلولی را در ریشه مجاور افزایش دهد. به طرز جالبی، این اثر از طریق کوارتز ادامه یافت، اما با ایجاد مانع شیشه‌ای ناپدید شد و نشان داد که این نور با نور مرئی یا مادون قرمز تفاوت دارد. با وجود تازگی این یافته‌ها، نبود توضیح فیزیکی باعث شد که یافته‌های گورویچ به فراموشی سپرده شود.
اکنون، مکانیک کوانتومی مدرن این پدیده مرموز را احیا کرده و توضیحی ارائه داده که درک ما از زیست‌شناسی را متحول می‌کند. با استفاده از نظریه سیستم‌های کوانتومی باز، پژوهشگران نشان داده‌اند که انتشار فوتون‌های فوق‌ضعیف (UPE) از طریق اثرات تشدید کوانتومی، تقسیم سلولی را تقویت می‌کند. مدل تشدید فانو-فشبَخ (Fano-Feshbach)، که ابتدا برای پدیده‌های پراکندگی در مکانیک کوانتومی توسعه یافته بود، نشان میدهد چگونه سیگنال‌های ضعیف فرابنفش میتوانند با سلول‌های زنده تعامل داشته باشند و فرضیه‌های پیشین که سیستم‌های زیستی برای پدیده‌های کوانتومی بیش از حد “گرم، مرطوب و دارای نویز” هستند را به چالش می‌کشد.
این پژوهش زیست‌شناسی و فیزیک کوانتومی را پیوند میدهد و باورهای سنتی را که سیستم‌های زنده تعامل کمی با محیط خود دارند، زیر سؤال می‌برد. در عوض، سلول‌ها به‌عنوان سیستم‌های دینامیک کوانتومی تصویر می‌شوند که میتوانند سیگنال‌های نوری ضعیف را از طریق تعامل جمعی فوتون‌ها، الکترون‌ها و مولکول‌ها شناسایی و تقویت کنند. یافته‌های گورویچ اکنون به‌عنوان شواهدی از یک طرح کوانتومی برای حیات تفسیر می‌شوند.
پیامدهای این کشف عمیق است. انتشار UPE دیگر محصول جانبی غیرفعال فعالیت سلولی نیست؛ بلکه به‌عنوان کانال‌های ارتباطی فعال عمل می‌کند. این انتشارات میتوانند تشخیص‌های پزشکی را متحول کنند و به‌عنوان نشانگرهای زیستی سلامت سلولی، استرس اکسیداتیو یا نشانه‌های اولیه سرطان عمل کنند. در پزشکی احیایی، درمان‌های نوری دقیق ممکن است از UPE برای تحریک التیام یا هدایت رشد بافت استفاده کنند.
این پیشرفت میان‌رشته‌ای همچنین مرزهای جدیدی را در درک فرآیندهای حیاتی مانند تقسیم سلولی، فتوسنتز و کاتالیز آنزیمی باز می‌کند. کشف مجدد دیدگاه گورویچ نه‌تنها شهود او را تأیید می‌کند، بلکه زمینه‌ساز پیشرفت‌های تحول‌آفرین در حوزه‌های سلامت، بیوتکنولوژی و درک بنیادی ما از ماهیت کوانتومی حیات می‌شود.
دیدگاه خود را درباره این خبر با ما به اشتراک بگذارید.
