Ulrich Meyer, Münhen Texniki Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Optik ünvanlı spin sistemləri. Müəllif: Nature Biotechnology (2026). DOI: 10.1038/s41587-026-03158-5

Bioloji kvant sensorlaşdırma sahəsində əhəmiyyətli bir irəliləyiş olaraq, Münhen Texniki Universitetinin (TUM) rəhbərlik etdiyi bir tədqiqat qrupu, zülalların radio dalğaları ilə idarə oluna biləcəyi yeni bir təsir mexanizmini kəşf etdi və sınaqdan keçirdi. Bunu edərkən, onlar spin kimi tanınan həssas bir kvant vəziyyətinə təsir göstərir və onu işıq vasitəsilə görünən hala gətirirlər. Gələcəkdə bu cür tapıntılar, radio dalğaları istifadə edərək hüceyrələrdəki biokimyəvi prosesləri sadəcə kənardan aşkar etməyə və hətta istiqamətləndirməyə kömək edə bilər.

İndiyə qədər kvant sensorları əsasən qəsdən kiçik qüsurları olan almazlar kimi bərk cisimli materiallardan məlum idi. Tədqiqatçılar hazırda bu prinsipi genetik olaraq istehsal edilə və xüsusi olaraq uyğunlaşdırıla bilən bioloji molekullara – zülallara köçürürlər . Gələcəkdə bu, kvant sensorlarının birbaşa hüceyrələrə və ya toxumalara yerləşdirilməsinə imkan verə bilər.

Bu zülal əsaslı sensorlar potensial olaraq biosensasiya, yəni canlı hüceyrələrin, toxumaların və ya orqanların görüntülənməsi üçün xüsusilə uyğundur. Nəzəri olaraq, onlar ölçülmənin lazım olduğu yerdə birbaşa yerləşir və bu da onları orqanizmlərdə tədqiqatlar üçün uyğun edir – böyük bərk hal sensorlarından fərqli olaraq.

TUM Təbiət Elmləri Məktəbinin Kvant Sensoru üzrə professoru və Nature Biotechnology jurnalında dərc olunmuş tədqiqatın sonuncu müəllifi Dominik Bucher izah edir: “Mövcud bərk cisim əsaslı sistemlərdən fərqli olaraq, zülal əsaslı yanaşmalar yalnız sensor kimi xidmət edə bilməz, həm də radio dalğaları ilə bioloji prosesləri hədəflənmiş şəkildə idarə etmək üçün potensial imkanlar aça bilər – bu, olduqca həyəcanverici bir perspektivdir.”

Tədqiqatçılar tam olaraq nə etdilər?

Tədqiqatçılar iki işığa həssas zülalı — sözdə flavoproteinləri — mavi işıqla şüalandırıblar. Başlanğıc nöqtəsi biologiyada quşlarda potensial maqnit sahəsi sensoru kimi öyrənilən kriptokrom zülalı olub. Tədqiqatda istifadə edilən zülal nümunələri Frayburq Universitetinin professoru Erik Şleyxerin tədqiqat qrupu tərəfindən təmin edilib.

İşıq zülallarda fövqəladə spin xüsusiyyətlərinə malik spinlə əlaqəli radikal cütlüklər yaradır: bunlar maqnit sahələrinə son dərəcə həssas olan birləşmiş elektron cütlükləridir. Bu davranış bu zülalların lüminesans intensivliyi ilə görünə bilər.

Tədqiqatçılar daha sonra bilərəkdən radio dalğaları tətbiq etdilər və zülalların və beləliklə, altındakı radikal cütlüklərin lüminesansını dəyişdirə bildilər. Bu, bioloji mühitdəki həssas kvant vəziyyətlərinin elektromaqnit sahələrindən təsirlənə biləcəyini göstərir.

Zülallar maqnit sahəsi sensorları kimi çıxış edir və hətta nümunələrdə maqnit sahəsi paylanmalarını görünən hala gətirə bilir. Siqnal, bərk cisim əsaslı kvant sensorlarına bənzər şəkildə, sırf optik olaraq işıq vasitəsilə oxunur.

Bu, fundamental tədqiqat olsa da, tapıntıların yaxın müddətli biotexnoloji tətbiqlər üçün böyük potensialı var. TUM Təbiət Elmləri Məktəbinin doktorantı və tədqiqatın ilk müəllifi Kun Menq izah edir ki, “İmkanlar bioloji kvant sensorlarından tutmuş uzaqdan idarə olunan gen ifadəsi kimi radio dalğası ilə idarə olunan hüceyrə fəaliyyətinə qədər dəyişir”.

Nəşr detalları

Kun Meng və digərləri, Flavoproteinlərdə optik olaraq aşkar edilmiş və radio dalğası ilə idarə olunan spin kimyası, Nature Biotechnology (2026). DOI: 10.1038/s41587-026-03158-5

Jurnal məlumatları: Təbiət Biotexnologiyası 

Əsas anlayışlar

Biomolekulyar və subhüceyrəvi proseslərOptik və mikrodalğalı hadisələrBioloji materiallarBiomolekullarMaqnit texnikaları

Münhen Texniki Universiteti tərəfindən təmin edilir