L'énergie de la vie: ce qu'on pensait être chimique est en fait quantique 🌱

Les protons jouent un rôle central dans la production d'énergie au sein des cellules. Une équipe de chercheurs a découvert que leur mouvement est influencé par le spin des électrons, une propriété quantique. Cette interaction se produit dans des environnements biologiques chiraux, comme les protéines, ouvrant de nouvelles perspectives sur les mécanismes de la vie.


L'étude, publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, montre que le transfert de protons n'est pas uniquement un processus chimique. Il implique également des phénomènes quantiques, comme le spin des électrons et la chiralité moléculaire. Cette découverte pourrait changer notre compréhension des processus biologiques.

Les chercheurs ont utilisé des cristaux de lysozyme pour leurs expériences. Ils ont observé que l'injection d'électrons avec un spin spécifique modifiait la mobilité des protons. Ce phénomène est lié à l'excitation de phonons chiraux, des vibrations dans le réseau cristallin.

Le phénomène, connu sous le nom d'effet CISS (Chiral Induced Spin Selectivity), explique comment les molécules chiraux interagissent différemment avec les spins électroniques. Cette interaction influence directement le transfert de protons, un processus essentiel à la vie.

Les implications de cette découverte sont vastes. Elle pourrait conduire au développement de nouvelles technologies inspirées des processus biologiques. Les chercheurs envisagent des applications en médecine, énergie et nanotechnologie.


L'équipe, dirigée par des scientifiques de l'Université Hébraïque de Jérusalem, a collaboré avec des experts de l'Institut Weizmann et de l'Université Ben Gourion. Leurs travaux jettent un pont entre la physique quantique et la biochimie, offrant une vision plus complète des mécanismes de la vie.

Qu'est-ce que l'effet CISS ?

L'effet CISS, ou Chiral Induced Spin Selectivity, est un phénomène quantique où des molécules chiraux filtrent les électrons en fonction de leur spin. Cela signifie que ces molécules peuvent préférer un spin électronique par rapport à un autre, influençant ainsi les réactions chimiques.

Cet effet est particulièrement important dans les systèmes biologiques, où la chiralité des molécules est omniprésente. Il explique comment certaines réactions peuvent être plus efficaces ou sélectives en fonction du spin des électrons impliqués.

Les applications potentielles de l'effet CISS sont nombreuses, allant de la conception de nouveaux matériaux à la compréhension approfondie des mécanismes biologiques. C'est un domaine de recherche en pleine expansion, à la frontière entre la physique et la biologie.