ثورة علمية.. تحويل بروتين حي إلى كيوبت كمي يفتح آفاقا لفهم الخلايا والأمراض

حوّل علماء من كلية "بريتزكر" للهندسة الجزيئية بجامعة شيكاغو بروتينا عاديا إلى كيوبت (بت كمي)، وهو المكون الأساسي في الحوسبة وأجهزة الاستشعار الكمية.

وقد يغير هذا الاكتشاف النهج المتبع في دراسة العمليات الحيوية داخل الخلايا، بدءا من طي البروتينات وصولا إلى المراحل المبكرة لظهور الأمراض.

وعادة ما تتطلب الكيوبتات، التي تتميّز بقدرتها على التواجد في حالات متعددة في الوقت نفسه، درجات حرارة منخفضة للغاية وعزلا تاما عن أي تداخلات خارجية.

لكن الفريق البحثي اختار مسارا مختلفا، إذ استخدم بروتينا فلوريا أصفر مُحسنا (EYFP)، الذي يعرف في علم الأحياء كـ "علامة" تُستخدم لإضاءة الخلايا. أما الآن، فقد أصبح هذا البروتين نفسه أداة كمية واعدة.

إقرأ المزيد

عيب في الألماس يفتح الباب أمام بطاريات كمية أكثر كفاءة

ويتم التحكم بهذا الكيوبت عبر الموجات الدقيقة، في حين تقرأ حالته بواسطة الضوء. والمثير أن هذا الكيوبت يحافظ على استقراره حتى داخل الخلايا الحية، من دون أن يظهر أي رنين مغناطيسي، سواء في البيئات الطبيعية أو في المختبرات المعقمة.

وأوضح المشرف على المشروع، ديفيد أوشالوم، قائلا: "بدلا من محاولة دمج مستشعر كمي تقليدي في نظام بيولوجي، سعينا إلى استخدام النظام البيولوجي ذاته وتحويله إلى كيوبت."

بهذه الخطوة تتحطم التصورات القديمة التي كانت تفصل بين الفيزياء الكمومية والبيولوجيا، إذ اعتقد العلماء طويلا أن الظواهر الكمومية مستحيلة داخل الأنظمة الحية، لكونها دافئة ورطبة وفوضوية بدرجة كبيرة. لكن الاكتشافات الحديثة أثبتت خطأ هذا الاعتقاد، فيما يؤكد البحث الجديد أن السلوك الكمومي ممكن حتى داخل الخلية الحية.

ويرى مؤلفو الدراسة أن هذا التطور قد يمهّد الطريق لمراقبة ظواهر حيوية دقيقة، مثل طي البروتينات أو المراحل الأولى لنشوء الأمراض. وفي المستقبل، يمكن لهذه التكنولوجيا أن تفتح آفاقا لابتكار تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي النانوي الكمي، التي ستتيح فحص البنية الذرية للخلايا بدقة غير مسبوقة.

المصدر: Naukatv.ru