ジャーナルNature Communicationsに掲載されたこの研究では、酵素が変異を引き起こす可能性のあるDNAに量子変動を作成できることがわかりました。この発見は、癌や他の遺伝的疾患がどのように発生するかを説明するのに役立ちます。
DNAは、細胞に遺伝情報を蓄積する分子です。 DNAの構成要素であるヌクレオチドの二重らせんで構成されています。各ヌクレオチドには、窒素塩基、糖分子、およびリン酸分子が含まれています。
DNAが複製されると、らせんの2つの鎖が分離され、各鎖は新しい鎖の合成のテンプレートとして機能します。このプロセスは、DNAポリメラーゼと呼ばれる酵素によって実行されます。
DNAポリメラーゼは非常に正確ですが、時々間違いを犯す可能性があります。これらの間違いは、DNA配列の変化である突然変異につながる可能性があります。突然変異は、遺伝疾患の原因から進化のための原料を提供することまで、さまざまな効果をもたらす可能性があります。
新しい研究では、DNAポリメラーゼがDNAに量子変動を生成し、変異を引き起こす可能性があることがわかりました。量子変動は、システムのエネルギーの小さな変動です。それらは不確実性の原則によって引き起こされます。これは、粒子の位置と運動量の両方を同時に知ることは不可能であると述べています。
DNAの場合、量子変動により、ヌクレオチドの窒素塩基がある位置から別の位置に反転する可能性があります。これにより、DNA配列の意味が変化し、突然変異につながる可能性があります。
研究者は、DNAの量子変動の速度が酵素の温度と存在の影響を受けることを発見しました。酵素は、量子状態の形成を助長する環境を作成することにより、量子変動の速度を高めることができます。
この発見は、癌や他の遺伝的疾患がどのように発生するかを説明するのに役立ちます。癌細胞はしばしば、細胞の成長と分裂を制御する遺伝子に変異を持っています。これらの変異は、酵素によって促進されるDNAの量子変動によって引き起こされる可能性があります。
新しい研究は、DNAがどのように変異するかを理解するための新しい方法を提供します。これは、遺伝的疾患の新薬と治療の開発につながる可能性があります。
