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长生山生物科技论坛:量子生物学能揭示生命的巨大奥秘吗?

2021-02-02 来源:  浏览:    关键词:

在谢菲尔德大学的一个物理实验室中,几百个光合细菌被置于两面相距不到1微米的镜子之间。物理学家David Coles和他的同事正在用白光照射这一充满微生物的空隙,他们可以通过改变镜子的间距来调节光在细胞周围弹射的方式。根据2017年发表的结果,这种复杂的设置可以使光子与少数细胞中的光合作用结构发生物理相互作用。

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研究人员可以如此控制细胞与光的相互作用,这本身就是一项成就。然而,对这一发现更加惊人的阐释出现在第二年。Coles和几位合作者在重新分析数据时发现,细菌和光子之间相互作用的性质比原始分析中提出的更为古怪。两篇论文的共同作者、牛津大学物理学家Vlatko Vedral说:“一个似乎无可避免的结论是,(我们)间接真正目睹的是量子纠缠。”

量子纠缠是指两个或多个粒子互相依存的状态,无论它们之间的距离有多远。这是亚原子图景中诸多反直觉的特性之一。在这幅图景中,电子和光子这样的粒子同时表现为粒子和波,同时占据多重位置和状态,并能越过看似不可穿透的势垒。量子力学复杂的数学语言描述了这种尺度上的过程,这样的过程也常常产生看似违反常识的效应。正是使用这种语言,Vedral和同事们在谢菲尔德实验的数据中检测到了光子和细菌之间纠缠的特征。

生物学基本反应中的量子效应

到20世纪80年代中期,加州大学伯克利分校的生物化学家Judith Klinman确信,有关酶催化的传统解释是不完整的。当代理论认为,在形状匹配的基础上,酶和底物按照经典力学规律发生相互作用,将底物聚集在其活性位点,并将分子结构的过渡态稳定下来,从而将反应速率增加到万亿倍或更高。然而Klinman从酵母中提取酶进行体外实验后,得到了奇怪的结果。

在催化苄醇氧化成苯甲醛时,醇脱氢酶会将氢原子从一个位置移到另一个位置。出乎意料的是,当Klinman和她的同事用较重的同位素氘和氚替换底物中的特定氢原子时,反应急剧减慢。虽然酶催化的经典阐释可以包容适度的同位素效应,但无法说明Klinman观察到的反应速率大幅度下降的原因。她说:“我们所观察到的现象与现有理论存在偏离。”

她的团队一直在探究,后来在1989年,他们以流传于酶研究圈子的想法为基础,发表了一种解释:催化反应涉及一种称为隧穿效应的量子“戏法”。Al-Khalili解释说,量子隧穿好比踢足球穿过一座山,这里的足球就是电子或其他粒子,而山就是阻碍反应发生的能量势垒。“在经典世界,你需要狠踢一脚才能让球翻过山到达另一边。而在量子世界,你无需这么做。球可以升到半路,凭空消失,再从另一边出现。”

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传统的酶催化理论认为,蛋白质通过降低活化能来加速反应。但是一些研究人员认为,一种被称为隧穿效应的量子“戏法”也发挥着作用,并且酶活性位点的结构可能已经进化到能够利用这种现象。| 图片来源: LUCY READING-IKKANDA 图中横轴表示反应过程,纵轴表示能量。曲线A:能量势垒(称为活化能)。

中国的量子生物科学研究

中国教授林陆山教授将量子生物学理论应用于科研及攻克威胁人类生命与健康的疑难病的防治中,发明了“菌草酸生物酶解”技术,并获得了12项国内外发明专利。”根据“量子生物理论与技术”,用5年时间攻克肿瘤干细胞,这意味着课题组走中西医结合的道路,研制富含引力光量子的量子生物制剂,保护人体正常的干细胞,专门攻击和溶解肿瘤干细胞,可使癌症不再危害人类的健康。

运用“菌草酸多酶反应体酶解技术”,研发“QU-063能量因子”系列产品,为人类寿命健康地活到159岁提供了坚实的物质能量。

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用量子生物学理论及量子生物科技应用于攻克肿瘤干细胞等疑难病的防治、应用于159工程健康长寿工程,以菌草酸多酶体反应体生物酶解技术(BGA)为主要技术手段,正一步步揭开人类生命的巨大奥秘,找到人类健康长寿的金钥匙。

可以预见,在世界全国科学家的不断努力下,揭秘生命的巨大奥秘,让人类掌握生命的健康主动,就在不远的将来!


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