Квантовые белки откроют новую эру в биотехнологиях

Исследователи из Оксфордского университета совершили прорыв на стыке биологии и квантовой физики: они впервые создали белки, способные реагировать на магнитные поля и радиоволны благодаря квантовым эффектам внутри своей структуры.

Как это работает?

Учёные разработали новый класс биомолекул — магниточувствительные флуоресцентные белки (МФБ). Их работа основана на квантово-механическом принципе:

1. Белок светится (флуоресцирует) под действием света определённой длины волны.
2. Магнитное поле или радиоволны могут изменять интенсивность этого свечения.
3. Это позволяет «считывать» состояние белка, управляя им внешними полями.

Как создавали такие белки?

Методом направленной эволюции:

• В ДНК, кодирующую белок, вносили случайные мутации.
• Получали тысячи вариантов, из которых отбирали самые чувствительные к магнитным полям.
• Повторяли циклы мутаций и отбора, пока не получили белки с нужными свойствами.

Интересно, что понимание этих процессов стало возможным благодаря многолетним исследованиям магнитной навигации у птиц.

Где это можно применять?

1. Биомедицинская визуализация нового поколения: создан прототип прибора, который, подобно МРТ, может отслеживать конкретные молекулы в организме. Это открывает возможности для мониторинга адресной доставки лекарств.
2. Новые сенсоры: белки могут стать основой сверхчувствительных датчиков для диагностики.
3. Молекулярные вычисления: потенциально позволят создавать биологические вычислительные системы, управляемые магнитными полями.

Это открытие создаёт основу для принципиально новой квантовой биотехнологии, где живые молекулы становятся управляемыми элементами для медицины, сенсорики и информационных технологий.