Proteine fluorescenti come bio-qubit per studiare le cellule

Grazie a una nuova tecnica che sfuma il confine tra biologia e fisica quantistica, proteine fluorescenti possono essere trasformate in qubit biologici direttamente all'interno delle cellule , facendo luce su ciò che vi accade a scale nanometriche : ad esempio, possono rilevare segnali magnetici ed elettrici , indagare come si ripiegano le proteine , monitorare le reazioni biochimiche e capire come i farmaci agiscono sui loro bersagli . Il risultato, pubblicato sulla rivista Nature, si deve a ricercatori dell'Università di Chicago.

Le proteine fluorescenti, che ad esempio conferiscono alle meduse la capacità di brillare, sono ampiamente usate dai biologi per etichettare le cellule durante gli esperimenti. I ricercatori coordinati da David Awschalom e Peter Maurer hanno scoperto che le molecole alla base della fluorescenza possono essere utilizzate come qubit , l'analogo quantistico del bit, perché quando assorbono luce si vengono a trovare in più stati contemporaneamente , un comportamento previsto dalla fisica quantistica.

Per sfruttare questa capacità, gli autori dello studio hanno sviluppato un microscopio composto da lenti e specchi che utilizza la luce laser per produrre immagini ad alta risoluzione di campioni biologici grazie ai segnali captati dalla proteina fluorescente trasformata in un sensore quantistico all'interno del campione da analizzare. Perché la tecnica possa essere effettivamente applicata, tuttavia, restano ancora alcuni ostacoli da superare: la proteina deve essere raffreddata fino a -98 gradi perché funzioni bene, e la sua sensibilità è ancora inferiore a quella dei sensori allo stato solido.