Ученые из Шанхая нашли в митохондриях сигнал 71 ТГц, указывающий на квантовые эффекты

Исследовательская группа из Шанхайского университета науки и технологий под руководством Бо Суна зафиксировала в неповрежденных митохондриях высокочастотные колебания, которые указывают на присутствие квантовых состояний. Наблюдение предлагает физическое объяснение тому, как живым клеткам удается конвертировать питательные вещества в аденозинтрифосфат (АТФ) — главный источник клеточной энергии — с эффективностью, которую до сих пор не удавалось описать исчерпывающе.

В ходе экспериментов ученые анализировали культуры человеческих клеток, изолированные митохондрии и образцы тканей мышей, включая печень, почки, сердце и скелетные мышцы. Для измерений применялась инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье — метод, регистрирующий отклик молекул на электромагнитное излучение разных диапазонов. Во всех структурно целых биологических образцах приборы зафиксировали сигнал на частоте 71 терагерц, что эквивалентно 71 триллиону колебаний в секунду. Как только биоматериал высушивали и измельчали, разрушая внутреннюю архитектуру органелл, вибрация исчезала полностью. Это подтвердило: источником сигнала выступает не отдельная химическая молекула, а целостная митохондриальная структура.

Чтобы объяснить природу полученного сигнала, была построена математическая модель. Расчеты показали, что частота 71 терагерц возникает вследствие квантового взаимодействия между светом и углеводородными связями (CH2) в липидах крист — плотно свернутых внутренних мембран митохондрий. В стандартных условиях эти связи колеблются на частоте 87 терагерц, однако квантовая суперпозиция расщепляет базовый показатель на два уровня: 71 и 103 терагерца.

Далее исследователи проверили, как этот механизм влияет на клеточный метаболизм. Биологические образцы подвергли воздействию инфракрасного света на выбранных резонансных частотах — и объем синтезируемого АТФ вырос на 10 процентов. Контрольный лазер с частотой 53,7 терагерца статистически значимых изменений в выработке энергии не дал. Разница между двумя результатами и есть тот самый аргумент, который превращает красивое физическое наблюдение в рабочий инструмент: резонансное воздействие не просто совпадает с колебаниями, оно реально управляет выходом энергии.

Материалы исследования размещены на платформе препринтов bioRxiv и проходят этап подготовки к независимому рецензированию. Представленные данные допускают, что органеллы способны задействовать законы квантовой физики для регуляции производства энергии. В случае подтверждения гипотезы эта физическая модель расширит текущие представления о механизмах клеточного метаболизма.

Стоит понимать, что пока речь идет именно о препринте — то есть о работе, которая еще не прошла внешнюю экспертизу. Однако сама логика эксперимента выстроена жестко: сигнал есть в живых структурах, исчезает при разрушении архитектуры, а резонансное облучение дает измеримый прирост АТФ. Если независимые группы воспроизведут эти результаты, перед биологией откроется редкий по масштабу сюжет — когда квантовые эффекты перестают быть экзотикой для физиков и оказываются встроены в самую рутину жизни, в энергетику каждой клетки.