La biologie quantique est un domaine scientifique émergent, créé dans les années 1920, qui examine si le monde subatomique de la mécanique quantique joue un rôle dans les cellules vivantes. La mécanique quantique est un domaine interdisciplinaire par nature, réunissant des physiciens nucléaires, biochimistes et biologistes moléculaires.

Dans un article de recherche publié par la revue Chimie Physique Physique Chimique , une équipe du centre de formation doctorale en biologie quantique de Leverhulme de Surrey a utilisé des simulations informatiques de pointe et des méthodes de mécanique quantique pour déterminer le rôle de l'effet tunnel des protons, un phénomène purement quantique, joue dans les mutations spontanées à l'intérieur de l'ADN.

L'effet tunnel protonique implique la disparition spontanée d'un proton d'un endroit et la réapparition du même proton à proximité.

L'équipe de recherche a découvert que les atomes d'hydrogène, qui sont très légers, fournir les liaisons qui maintiennent ensemble les deux brins de la double hélice de l'ADN et peuvent, sous certaines conditions, se comportent comme des ondes étalées qui peuvent exister à plusieurs endroits à la fois, grâce à l'effet tunnel protonique. Cela conduit à ce que ces atomes se trouvent parfois sur le mauvais brin d'ADN, conduisant à des mutations.

Bien que la durée de vie de ces mutations soit courte, l'équipe de Surrey a révélé qu'ils peuvent encore survivre au mécanisme de réplication de l'ADN à l'intérieur des cellules et pourraient potentiellement avoir des conséquences sur la santé.

Dr Marco Sacchi, le chef de projet et chercheur universitaire de la Royal Society à l'Université de Surrey, a déclaré :« Beaucoup soupçonnent depuis longtemps que le monde quantique, ce qui est étrange, contre-intuitif et merveilleux - joue un rôle dans la vie telle que nous la connaissons. Bien que l'idée que quelque chose puisse être présent à deux endroits en même temps puisse être absurde pour beaucoup d'entre nous, cela arrive tout le temps dans le monde quantique, et notre étude confirme que l'effet tunnel quantique se produit également dans l'ADN à température ambiante."

Louie Slocombe, un doctorat étudiant au Centre de Formation Doctorale en Biologie Quantique de Leverhulme et co-auteur de l'étude, mentionné:

"Il nous reste encore un long et passionnant chemin à parcourir pour comprendre comment fonctionnent les processus biologiques au niveau subatomique, mais notre étude - et d'innombrables autres au cours des dernières années - ont confirmé que la mécanique quantique est en jeu. À l'avenir, nous espérons étudier comment les tautomères produits par l'effet tunnel quantique peuvent se propager et générer des mutations génétiques."