الفيروس يطرق باب الخلية: الإيقاع الكمومي للتعرف سريع
يقترب الفيروس من الخلية كمفتاح يقترب من قفل. لكن هذا القفل ليس بسيطًا: فهو يهتز ويرتجف، وما إذا كان المفتاح سيدخل في إيقاع هذه الاهتزازات يحدد ما إذا كان الباب سيفتح. ووفقًا لدراسة جديدة، هكذا يعمل التعرف بين بروتين الشوكة لفيروس كورونا ومستقبل ACE2 على سطح الخلايا البشرية.
نظر العلماء إلى نقطة التلامس كنظام كمومي صغير مغمور في بيئة دافئة وصاخبة داخل الخلية الحية. واكتشفوا أن اهتزازات بتردد معين في بروتين الشوكة تساعد الإلكترونات على القفز من جزيء إلى آخر. هذه القفزة تشبه نقرة القفل، وبعدها يلتصق الفيروس بالخلية بإحكام. ولكن لكي تحدث النقرة، يجب أن تتوافق الاهتزازات مع إيقاع الانتقال الإلكتروني. إذا اختل الإيقاع، يرتد الفيروس ببساطة.
المثير للاهتمام بشكل خاص هو أن "ذاكرة" البيئة — أي مدى سرعة نسيان البيئة للتفاعلات السابقة — تلعب دورًا رئيسيًا. عندما تكون الذاكرة طويلة، يستمر الترابط الكمومي لفترة أطول، وتزداد الانتقائية الاهتزازية. وهذا يعني أن الفيروس يمكنه التمييز بين مستقبلات شبه متطابقة بمجرد "الاستماع" إلى اهتزازاتها.
تشبه هذه الآلية ضبط جهاز راديو: يجب ضبط التردد بدقة للوصول إلى محطة معينة لسماع البث. ربما يستخدم الفيروس الفكرة نفسها للعثور على الخلية المناسبة بين العديد من الخلايا المتشابهة.
يهتز بروتين الشوكة لفيروس كورونا بتردد يبلغ حوالي 100 غيغاهرتز — وهذا أسرع بمليار مرة من رفرفة أجنحة البعوضة.
فكرة التعرف الكمومي عبر الاهتزازات تذكرنا بـ"الحاسة الكمومية" في رواية ليو تسي شين "مشكلة الأجسام الثلاثة"، حيث يستخدم الفضائيون التأثيرات الكمومية للتواصل.