【科学家首次发现量子力学影响基因突变的机制，影响概率约为万分之1.73】
1953 年，美国生物学家詹姆斯·沃森（James Watson）和英国生物学家弗朗西斯·克里克（Francis Crick）首次提出了携带有合成核糖核酸（RNA）和蛋白质所必需遗传信息的脱氧核糖核酸（DNA）双螺旋结构，不仅揭开了人类基因遗传的物质基础，还使得遗传研究迈进分子生物学的阶段。
作为维持生物体正常活动的重要大分子，DNA 在不断进行高精度的复制，然而该过程有时会出错而产生基因突变，在促进生物世界多样性的同时，还会带来多种疑难疾病等危害，也影响到 DNA 的遗传稳定性。
近日，来自英国萨里大学勒沃霍尔姆量子生物学博士培训中心（Leverhulme Quantum Biology Doctoral Training Centre）的科学家首次经过计算建模得出，基因突变可能受量子力学影响。研究中，萨里大学博士路易·斯洛克姆（Louie Slocombe）在该校物理系教授吉姆·阿尔哈利利（Jim Al-Khalili）和化学系博士马可·萨基士（Marco Sacchi）的指导下完成了数据的具体量化。
相关论文以《DNA 中质子隧穿的开放量子系统方法》（An open quantum systems approach to proton tunnelling in DNA）为题发表在 Nature 旗下的 Communications Physics 上 [1]。
据了解，DNA 双螺旋结构是两条反向平行的链，这两条链以氢键将 4 种被称为碱基的分子进行连接。一般情况下，DNA 的碱基腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C） 之间有固定的配对规则，如 A 总是与 T 配对；C 总是与 G 配对。但当氢键的性质出现一些变化时，上述的碱基配对规则有可能被破坏，从而发生基因突变的情况。
之前，克里克和沃森曾提出预测，DNA 突变或与量子力学的某种现象相关。而此次研究中，萨里大学团队通过计算建模具体量化了该过程。
据悉，该团队对鸟嘌呤-胞嘧啶（GC）核苷酸对之间的氢键展开了详细分析，其中包括碱基对结构的准确模型、氢键质子的量子动力学以及去相干和耗散细胞的影响。
结果发现，DNA 双链的氢键有万分之 1.73 的可能性会发生改变。DNA 复制过程中，质子可能从双链的一侧跳跃到另一侧，若质子是在双链被断开之前进行了这一动作，则这些质子可能会隧穿氢键并改掉 DNA 上的碱基，使得其双链上的碱基不相配，从而造成基因突变。
戳链接查看详情：https://t.cn/A6XxxeZr
1953 年，美国生物学家詹姆斯·沃森（James Watson）和英国生物学家弗朗西斯·克里克（Francis Crick）首次提出了携带有合成核糖核酸（RNA）和蛋白质所必需遗传信息的脱氧核糖核酸（DNA）双螺旋结构，不仅揭开了人类基因遗传的物质基础，还使得遗传研究迈进分子生物学的阶段。
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