生命の分子の機能を研究するための量子コンピューター: トレント大学の理論物理学者のチームは、量子コンピューターを使用して、タンパク質の形状の変化など、生物学的に非常に重要なプロセスをシミュレートすることが可能であることを示した

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要約：
人体は、タンパク質と呼ばれる何十万もの異なる分子ナノマシンが同時に稼働している建設現場のようなものです。生物に不可欠なアミノ酸の鎖であるこれらの生体分子のそれぞれは、しばしば他のタンパク質との相乗効果で、異なる生物学的機能を実行します。タンパク質は、その形成（折り畳みプロセス）中または生物学的機能の実行中に、非常に特殊な方法で形状を変化させます。多くの場合、タンパク質の画像をほぼ原子分解能で提供する実験を行うことができますが、それはタンパク質が安定していて生物学的に活性な形態である場合に限られます。形状の変化に関連する動的プロセスは、まだほとんどわかっていません。これらのメカニズムを理解し、タンパク質の挙動を予測することは、たとえば、最も研究されている（癌や変性疾患など）から新興疾患（Covid-19）、希少疾患まで、新旧の疾患に対する高度な医療を開発するための基本的なステップです。病気。

生命の分子の機能を研究するための量子コンピューター：トレント大学の理論物理学者のチームは、タンパク質の形状の変化など、生物学的に非常に重要なプロセスをシミュレートするために量子コンピューターを使用できることを示しました

イタリア、トレント| 15年2021月XNUMX日に投稿

コンピュータシミュレーションを使用した、タンパク質の構造変化を伴うプロセスの研究において、ここ数十年で大きな進歩が見られました。現在、量子コンピューターは、トレント大学の物理学者のグループが実施した、最も権威のある物理学ジャーナルの1958つであるPhysical Review Lettersに掲載された研究によって実証されているように、さらに正確で完全な観察を実行するための強力なツールです。 XNUMX年以来アメリカ物理学会によって発行されました。

「量子コンピューターを使用して、生体分子の機能を原子の詳細に近い形で理解できることを初めて実証しました」と、科学論文の著者であるピエトロ・ファッチョーリと同僚のフィリップ・ハウケおよび学生のジョバンニ・マティオッティは説明します。この技術を使用して、トレント大学の物理学部の研究者は、タンパク質の形状と軌道の変化を計算する方法を開発しました。分子生物学、薬理学、ナノテクノロジーに影響を与える画期的な製品です。

応用分野はたくさんあります。たとえば、一部のタンパク質の神経変性プロセスの背後にあるメカニズムを特定することで、それらの増殖を制限することができます。タンパク質がどのように特定の形をとるかを理解することで、自然が損傷または欠陥のある遺伝子を切断、編集、またはブロックするように設計したナノマシンを使用する道を開くことができます。

「構造変化の予測の根底にある数学的問題を最適化問題として再定式化しました」と、PietroFaccioli氏は強調します。「量子コンピューターは、微視的な世界でのみ見られる量子非局在化として知られる魅力的な現象を利用するため、最適化問題の解決に特に適しています」とPhilippHauke氏は付け加えます。

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記事について

記事「量子コンピューティングによる支配的な反応経路」は、Giovanni Mattiotti、Philipp Hauke、PietroFaccioliによる科学雑誌「PhysicalReviewLetters」のために書かれました。 Giovanni Mattiottiは現在、トレント大学の物理学部の博士課程の学生であり、PhilippHaukeとPietroFaccioliは同じ学部の准教授です。

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コンタクト：
アレッサンドラサレッティ

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