Naukowcy znaleźli potencjalny sposób przewidywania mutacji genetycznych – w tle prawa fizyki
Nowe badania odkrywają, że druga zasada dynamiki informacji, zachowuje się inaczej niż druga zasada termodynamiki. Udokumentowanie takiego zjawiska może mieć istotny wpływ na rozwój badań genetycznych, biologii ewolucyjnej, czy nawet kosmologii.
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.
