Naukowcy znaleźli potencjalny sposób przewidywania mutacji genetycznych – w tle prawa fizyki

Według nowych wyników badań przyczyną mutacji genetycznych organizmów może być tzw. entropia informacyjna. Jak mówi dr Melvin Vopson z University’s School of Mathematics and Physics: - Jeśli druga zasada termodynamiki stwierdza, że entropia musi pozostać stała lub wzrastać w czasie, pomyślałem, że być może entropia informacyjna będzie taka sama. Ale to, co dr Lepadatu i ja odkryliśmy, było dokładnie odwrotne - z czasem maleje. Drugie prawo dynamiki informacji działa dokładnie w opozycji do drugiej zasady termodynamiki.-

Dr Vopson mówi: - W fizyce istnieją prawa, które rządzą wszystkim, co dzieje się we wszechświecie, na przykład, jak poruszają się obiekty, jak przepływa energia i tak dalej. Wszystko opiera się na prawach fizyki. Jednym z najpotężniejszych praw jest druga zasada termodynamiki, która ustanawia, że entropia - miara nieporządku w izolowanym systemie - może tylko wzrosnąć lub pozostać taka sama, ale nigdy się nie zmniejszy - . Dodaje także: - Wyobraź sobie dwa przezroczyste szklane pudełka. Po lewej stronie masz czerwone cząsteczki gazu, które możesz zobaczyć jak czerwony dym. Po prawej stronie masz niebieski dym, a pomiędzy nimi jest bariera. Jeśli usuniesz barierę, dwa gazy zaczną się mieszać i zmieni się kolor. Nie ma procesu, który ten system może przejść, aby ponownie oddzielić kolor niebieski i czerwony. Innymi słowy, nie można obniżyć entropii ani uporządkować systemu do poprzedniego stanu bez wydatkowania energii, ponieważ entropia tylko pozostaje stała lub rośnie w czasie.-

Jak wyjaśnia główny autor badań, mutacje zachodzą losowo, z kolei dobór naturalny dyktuje, czy dana mutacja jest "dobra, czy zła dla organizmu". W przypadku korzystnej dla organizmu mutacji zmiana zostanie zachowana. Naukowiec stwierdza, że gdy mamy do czynienia z czymś, czego nie rozumiemy, opisujemy to jako "przypadkowe", chaotyczne", czy "paranormalne", jednakże jest to tylko nasza niezdolność do wyjaśnienia danego procesu lub zjawiska. Dodaje: - Jeśli możemy zacząć patrzeć na mutacje genetyczne z deterministycznego punktu widzenia, możemy wykorzystać to nowe prawo fizyki do przewidywania mutacji - lub prawdopodobieństwa mutacji - zanim one nastąpią. -

Zespół badawczy przeanalizował genomy Covid-19 i odkrył, że ich entropia informacyjna zmniejsza się z czasem. Naukowcy stwierdzają, że idealnym przykładem, który może przechodzić liczne mutacje w krótkim czasie jest właśnie wirus. Mówią: - Dane Covid potwierdzają drugie prawo infodynamiki, otwiera nieograniczone możliwości. Wyobraź sobie, że patrzysz na konkretny genom i oceniasz, czy mutacja jest korzystna, zanim się wydarzy. Może to być technologia zmieniająca zasady gry, którą można by wykorzystać w terapiach genetycznych, w przemyśle farmaceutycznym, biologii ewolucyjnej i badaniach nad pandemią. -

Dr Vapon koncentruje się w swoich badaniach na systemach informatycznych, które obejmują zarówno dyski twarde laptopów, jak i DNA w organizmach żywych. Badania zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym AIP Advances.