Uma equipa de investigação liderada pelo Professor Yossi Paltiel da Universidade Hebraica de Jerusalém e uma equipa de investigação de Weizmann e IST na Áustria conduziram recentemente um estudo que revelou o impacto significativo do spin nuclear nas actividades biológicas. A descoberta desafia suposições de longa data e abre possibilidades emocionantes para avanços na biotecnologia e na biologia quântica.
Os pesquisadores descobriram um impacto significativo do spin nuclear nos processos biológicos, particularmente na dinâmica do oxigênio em ambientes quirais. Este avanço revolucionará a biotecnologia, a biologia quântica, a separação de isótopos e a tecnologia de ressonância magnética nuclear. Fonte: Anais da Academia Nacional de Ciências
Os cientistas há muito acreditam que o spin nuclear não tem efeito nos processos biológicos. No entanto, pesquisas recentes mostraram que certos isótopos se comportam de maneira diferente dependendo do seu spin nuclear. A equipe de pesquisa concentrou-se em isótopos estáveis de oxigênio (16O, 17O, 18O) e descobriu que o spin nuclear tem um impacto significativo na dinâmica do oxigênio em ambientes quirais, especialmente durante o transporte de oxigênio.
As descobertas, publicadas no prestigiado Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), têm implicações potenciais para a separação controlada de isótopos e podem revolucionar a tecnologia de ressonância magnética nuclear (NMR).
O pesquisador principal, Professor Yossi Paltiel, expressou entusiasmo com as implicações dessas descobertas. Ele disse:"Nosso estudo mostra que o spin nuclear desempenha um papel crucial nos processos biológicos, sugerindo que a manipulação do spin nuclear pode levar a aplicações inovadoras em biotecnologia e biologia quântica. Isto tem o potencial de revolucionar o processo de fracionamento de isótopos e trazer novas possibilidades para áreas como a ressonância magnética nuclear. "
Os pesquisadores têm estudado o comportamento “estranho” de pequenas partículas nos seres vivos. Por exemplo, estudar os efeitos quânticos na navegação das aves pode ajudar algumas aves a encontrar o seu caminho em viagens longas. Nas plantas, o uso eficiente da luz solar como energia está sujeito a efeitos quânticos.
Esta ligação entre o mundo das partículas minúsculas e os seres vivos provavelmente remonta a milhares de milhões de anos, quando a vida começou a surgir e nasceram moléculas com formas especiais conhecidas como quiralidade. A quiralidade é importante porque apenas moléculas com a forma correta podem realizar as funções necessárias nos organismos vivos.
A ligação entre a quiralidade e a mecânica quântica é encontrada no “spin”, que atua como uma minúscula forma de magnetismo. As moléculas quirais podem interagir com as partículas de maneira diferente dependendo de seu spin, o que é chamado de "seletividade de spin induzida por quiralidade" (CISS).
Os cientistas descobriram que o spin afeta partículas minúsculas, como os elétrons, em processos vitais que envolvem moléculas quirais. Eles queriam estudar se o spin também afeta partículas maiores, como íons e moléculas, que são a base do transporte biológico. Então eles conduziram experimentos usando partículas de água com diferentes spins. Os resultados mostram que o spin afeta o modo como a água se comporta nas células, com a água entrando nas células em velocidades diferentes e reagindo de maneiras únicas quando moléculas quirais estão envolvidas.
Este estudo destaca a importância do spin nos processos vitais. Compreender e controlar o spin pode ter implicações importantes no funcionamento dos seres vivos. Também pode ajudar a melhorar as imagens médicas e criar novas formas de tratar doenças.