Il primo successo della biologia quantistica
28/01/2007
La scoperta apre le porte alla costruzione di nano-interruttori biologici
Modellizzando su potenti computer l’intricata danza di atomi e molecole, ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute (http://www.rpi.edu/) hanno scoperto il meccanismo che regola una importante reazione biologica. Su questa base, in collaborazione con studiosi del Wadsworth Center del Dipartimento per la salute dello stato di New York, hanno iniziato a sviluppare un “nano-interruttore” che potrebbe avere una varietà di applicazioni, dalla progettazione di farmaci mirati alla genomica, alla proteomica fino a nuovi tipi di sensori.
Come riferiscono in un articolo che verrà pubblicato sul numero di febbraio del Biophysical Journal (http://www.biophysj.org/), i ricercatori hanno sviluppato un modello basato sui principi della meccanica quantistica che ha permesso loro di dar conto del modo in cui un’inteina – una proteina presente in batteri e altri organismi unicellulari – è in grado di autoestromettersi dal corpo di un’altra proteina “ospite”, in cui sovente si trova allocata, per poi risaldare i due frammenti che rimangono. Per spiegare in modo soddisfacente questo processo è necessario appunto ricorrere a concetti quantistici, quali per esempio l’effetto tunnel.
“Fino a poco tempo fa – ha osservato Philip Shemella, uno degli autori dello studio – gli scienziati evitavano di applicare la meccanica quantistica ai sistemi biologici a causa dell’elevato numero di atomi che vengono coinvolti in questo tipo di reazioni. Grazie alle capacità di calcolo dell’ultima generazione di supercomputer e alla messa a punto di efficienti strumenti matematici per la risoluzione di equazioni quantistiche inizia però a essere possibile questo tipo di calcoli. La meccanica quantistica è stata ampiamente applicata a problemi di fisica dello stato solido, nei quali la presenza di simmetrie rende i calcoli più semplici e ridotti, ma in realtà non esiste una differenza sostanziale fra un atomo di carbonio di un nanotubo e un atomo di carbonio di una proteina.”
