В человеческих митохондриях заявили о возможном квантовом состоянии
Учёные обнаружили в живых клетках и митохондриях необычное колебание с частотой около 71 ТГц и предположили, что за сигналом может стоять квантовое взаимодействие света с мембранами клеточных «электростанций». В экспериментах воздействие на близкой частоте также сопровождалось примерно 10-процентным ростом производства АТФ, главного источника энергии для клеток. Авторы обнаружили 71-терагерцевую моду при исследовании живых клеток, тканей и изолированных митохондрий. Сигнал зависел от сохранности структуры митохондрий и исчезал после её разрушения. При этом исследователи не смогли связать необычную частоту с колебаниями какой-либо конкретной молекулы. Работа опубликована 15 сентября на bioRxiv и пока не прошла рецензирование.
Для объяснения результата группа предложила квантовую модель взаимодействия света с липидами внутренних мембран митохондрий. Внутренняя мембрана образует многочисленные складки, кристы, где работают белковые комплексы дыхательной цепи и синтезируется большая часть клеточного АТФ.
Согласно расчётам авторов, электромагнитное поле может сильно взаимодействовать с колебаниями связей CH₂ в липидах крист. Модель предсказывает расщепление исходной колебательной моды около 87 ТГц на два состояния с частотами примерно 71 и 103 ТГц. Нижнюю частоту исследователи наблюдали экспериментально, а верхняя попадает в диапазон многочисленных колебаний биомолекул и воды, поэтому выделить её отдельно значительно сложнее.
Исследователи пошли дальше спектроскопии и проверили, влияет ли подобное воздействие на энергетический обмен клетки. После десятиминутного облучения клеток HEK-293T на частоте 71 ТГц количество АТФ выросло примерно на 10,3%. Воздействие на 87 ТГц дало близкий результат, около 10,1%, тогда как контрольная частота 53,7 ТГц статистически значимого эффекта не показала. В каждой группе исследователи использовали по восемь образцов.
Связывать рост АТФ непосредственно с квантовым состоянием пока рано. Эксперимент показывает частотно-зависимый биологический эффект, однако сам по себе такой результат не доказывает наличие квантовой суперпозиции внутри митохондрий. Квантовая интерпретация появляется при сопоставлении спектроскопических данных с предложенной авторами моделью.
Остаются и более приземлённые вопросы. Независимым группам предстоит воспроизвести спектральный сигнал и влияние облучения на АТФ, а также исключить альтернативные объяснения, включая обычные тепловые и молекулярные эффекты. Пока работа существует только в виде препринта, поэтому выводы могут измениться после рецензирования и дополнительных экспериментов.
Если предложенная модель выдержит проверку, исследование добавит новый механизм в квантовую биологию, где учёные пытаются выяснить, могут ли квантовые процессы сохранять функциональную роль в тёплой и химически шумной среде живой клетки. Пока же исследователи получили необычный спектроскопический сигнал и биологический эффект, а существование квантового состояния митохондрий остаётся гипотезой, которую ещё предстоит доказать.