核自旋对生物过程的影响被发现

由耶路撒冷希伯来大学 Yossi Paltiel 教授领导的研究小组与 HUJI、Weizmann 和 IST Austria 的研究小组共同进行的一项新研究揭示了核自旋对生物过程的影响。这一发现挑战了长期以来的假设，并为生物技术和量子生物学的进步开辟了令人兴奋的可能性。

科学家长期以来一直认为核自旋对生物过程没有影响。然而，最近的研究表明，某些同位素由于其核自旋而表现不同。该团队专注于稳定氧同位素(16O、17O、18O)，发现核自旋显着影响手性环境中的氧动力学，特别是其运输。

该研究结果发表在著名的《国家科学院院刊》(PNAS)上，对受控同位素分离具有潜在影响，并可能彻底改变核磁共振 (NMR) 技术。

首席研究员Yossi Paltiel 教授对这些发现的重要性表示兴奋。他表示：“我们的研究表明，核自旋在生物过程中发挥着至关重要的作用，这表明对其的操纵可能会在生物技术和量子生物学领域带来突破性的应用。这可能会彻底改变同位素分馏过程，并在核磁共振等领域释放新的可能性。 ”

故事的详细内容

研究人员一直在研究生物体内微小粒子的“奇怪”行为，并资助了一些量子效应改变生物过程的地方。例如，研究鸟类导航量子效应可能会帮助一些鸟类在长途旅行中找到方向。在植物中，有效利用阳光获取能量会受到量子效应的影响。

粒子的微​​小世界和生物之间的这种联系可能可以追溯到数十亿年前，当时生命开始了，并且出现了一种称为手性的特殊形状的分子。手性很重要，因为只有具有正确形状的分子才能在生物体中完成所需的工作。

手性量子力学之间的联系是在“自旋”中发现的，它就像一种微小的磁性。手性分子可以根据其自旋与粒子发生不同的相互作用，从而产生称为手性诱导自旋选择性(CISS)的东西。

科学家发现，自旋会影响涉及手性分子的生命过程中的微小粒子，例如电子。他们想看看自旋是否也会影响较大的粒子，例如为生物运输提供基础的离子和分子。因此，他们用具有不同自旋的水粒子进行了实验。结果表明，自旋影响水在细胞中的行为，以不同的速度进入细胞，并在涉及手性分子时以独特的方式发生反应。

这项研究强调了旋转在生命过程中的重要性。理解和控制自旋可能会对生物的运作方式产生重大影响。它还可能有助于改善医学成像并创造治疗疾病的新方法。

这项研究是来自不同机构的科学家的合作成果，包括希伯来语地球科学与生命科学研究所和魏茨曼研究所，这项研究由希伯来大学应用物理系领导。