Forschenden der Technischen Universität München (TUM) ist ein wichtiger Fortschritt in der biologischen Quantensensorik gelungen. Sie haben ein Wirkprinzip entwickelt und getestet, mit dem sich Proteine mithilfe von Radiowellen steuern und über Licht sichtbar machen lassen.

Das Team um Prof. Dominik Bucher nutzte lichtempfindliche Proteine (Flavoproteine), bei denen durch blaues Licht Radikalpaare mit besonderen Spineigenschaften entstehen. Diese empfindlichen Quantenzustände reagieren stark auf Magnetfelder und können durch gezielte Radiowellen beeinflusst werden. Die Veränderung wird optisch über die Leuchtintensität der Proteine sichtbar.

Im Unterschied zu herkömmlichen festkörperbasierten Quantensensoren lassen sich diese proteinbasierten Systeme genetisch herstellen und gezielt in Zellen oder Gewebe einbringen. Sie könnten künftig biochemische Prozesse direkt im lebenden Organismus detektieren und perspektivisch sogar steuern.

Die Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Biotechnology veröffentlicht wurde, zeigt das Potenzial für Anwendungen in der Biosensorik, der ferngesteuerten Genexpression und der Untersuchung lebender Systeme. Die Proteine agieren dabei als neuartige Schnittstelle zwischen Quantentechnologie und Biologie.

An der Forschung waren neben der TUM auch Wissenschaftler der Universität Freiburg und der Universität Marburg beteiligt. Die Arbeiten sind Teil des Exzellenzclusters Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST).

Original Paper:

Optically detected and radio wave-controlled spin chemistry in flavoproteins | Nature Biotechnology

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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