Quantum biology: Do weird physics effects abound in nature?
量子生物学：怪しい物理学は自然の豊かさに影響するか？
Quantum biology 量子生物学
The multi-billion-dollar fragrance industry might just benefit from the ideas in quantum biology
数十億ドルを売り上げる香料業界は単に量子物理学の考えから恩恵を受けるかも知れない。
Disappearing in one place and reappearing in another. Being in two places at once. Communicating information seemingly faster than the speed of light.
一つの所で消えて、他の所で再び現れる。一度に２つの所に存在する。情報は光の速度より早いようである。
This kind of weird behaviour is commonplace in dark, still laboratories studying the branch of physics called quantum mechanics, but what might it have to do with fresh flowers, migrating birds, and the smell of rotten eggs?
この種の怪しい行動は、暗闇の中で一般的である。まだ、研究所が量子力学と呼ばれる物理の一分野を研究しているが、それが新鮮な花、渡り鳥、および腐った卵の匂いとどのように関係しているのか？
quantum mechanics 量子力学
Welcome to the frontier of what is called quantum biology.
量子生物学と呼ばれることのフロンティアへようこそ。
It is still a tentative, even speculative discipline, but what scientists are learning from it might just spark revolutions in the development of new drugs, computers and perfumes - or even help in the fight against cancer.
それはまだ試験的であって、でも、推論的専門分野あるかもしれないが、科学者が量子生物学から学んでいることは新薬、コンピューターおよび香水の革命にちょうど火をつけるかも、またはがんとの闘いに役立つさえするかもしれない。
Until recently, the delicate states of matter predicted by quantum mechanics have only been accessed with the most careful experiments: isolated particles at blisteringly low temperatures or pressures approaching that of deep space.
最近まで、量子力学によって予測される物質の微妙な状態は最も入念な実験だけにアクセスされた。：超低温度または宇宙空間に迫る圧力での孤立粒子。
isolated particles孤立粒子
The idea that biology - impossibly warm, wet and messy to your average physicist - should play host to these states was almost heretical.
あなたの平均的物理学者にとって信じられないほど、温かく湿って散らかって、生物学はほぼ異端であるこれらの状態にホストを果たすべきだとの考え。
But a few strands of evidence were bringing the idea into the mainstream, said Luca Turin of the Fleming Institute in Greece.
しかし、幾つかの証拠がこの考えを主流にもたらしていると、ギリシャのフレミング生物医学研究科学センター、ルカ トゥリンは述べた。
"There are definitely three areas that have turned out to be manifestly quantum," Dr Turin told the BBC. "These three things... have dispelled the idea that quantum mechanics had nothing to say about biology."
“明らかに、量子であることが判明している3つの分野は間違いなくありますと” トゥリン博士はBBCに語った。“これらの３ことは、量子力学が生物学について何も言っていないとの考えを払拭しました。 "
The most established of the three is photosynthesis - the staggeringly efficient process by which plants and some bacteria build the molecules they need, using energy from sunlight. It seems to use what is called "superposition" - being seemingly in more than one place at one time.
３つの最も確立された合成、太陽光からのエネルギーを用いて、植物および一部のバクテリアは彼らが必要としている構築することによる驚くべき効率的なプロセス。それは、一度に複数の場所に存在するような“重ね合わせ”と呼ばれることを用いているようである。
superposition重ね合わせ
Watch the process closely enough and it appears there are little packets of energy simultaneously "trying" all of the possible paths to get where they need to go, and then settling on the most efficient.
じっくりとプロセスを見守ると、それはそれらが到達する必要な場所への全ての可能性ある道を同時に“トライ”しているエネルギーの小さな塊のようであって、さらに、最も効率的にセットされていた。
"Biology seems to have been able to use these subtle effects in a warm, wet environment and still maintain the [superposition]. How it does that we don't understand," Richard Cogdell of the University of Glasgow told the BBC.
“生物は温かく、湿った環境でこのようなサトル作用を使用することができて、まだ”重ね合わせ“を維持することができたようだ。私たちが理解していないことを生物がどのように行うかを” グラスゴー大学、リチャード・ コッジェルはBBCに語った。
But the surprise may not stop at plants - there are good hints that the trickery is present in animals, too: the navigational feats of birds that cross countries, continents or even fly pole to pole present a compelling behavioural case.
しかし、驚きは植物に止まらないかもしえない。また、策略は動物にあることが良いヒントになります。国々、大陸を横断、または極から極へ飛行さえは説得力がある行動例を提示する鳥の航行偉業。
trickeryぺてん，詐欺; 策略.
Experiments show that European robins only oriented themselves for migration under certain colours of light, and that very weak radio waves could completely mix up their sense of direction. Neither should affect the standard compass that biologists once believed birds had within their cells.
実験は、ヨーロッパコマドリだけは光の特定色下において自分自身で移動の方位をあわせていて、極めて微弱な電波が鳥たちの方向感覚と完全にミックスできたことを示しています。生物学者はかって鳥が細胞内に存在したと信じていた標準コンパスにどちらも影響を与えないはずです。
What makes more sense is the quantum effect of entanglement. Under quantum rules, no matter how far apart an "entangled" pair of particles gets, each seems to "know" what the other is up to - they can even seem to pass information to one another faster than the speed of light.
最も理に適っていることはもつれあいの量子効果であります。量子の法則下では、どんなに素粒子の絡み合ったペアが捕えるのにどんなに離れていても、それぞれがもう一方はがどこまで最大であるかを知っているようである。それらは光の速度より早くお互いに情報の伝達さえできるようである。
Entanglement：もつれあい
量子もつれあい, エンタングルメント《非局所的な量子相関; 離れた系での 2 つの量子状態 (光子の偏光状態など) が関連しており, 一方の状態を観測するともう一方の粒子の状態も確定すること; 量子コンピューター, 量子暗号への応用が考えられる》.
Experiments suggest this is going on within single molecules in birds' eyes, and John Morton of University College London explained that the way birds sense it could be stranger still.
実験は、これは鳥の眼の単一分子内で起こっていて、ユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドンのジョン・モートンは、鳥がそれを感じる方法はいまだ得体の知れない人と説明した。
"You could think about that as... a kind of 'heads-up display' like what pilots have: an image of the magnetic field... imprinted on top of the image that they see around them," he said.
“あなたは•••パイロットがもっているようなある種の” ヘッドアップディスプレイ“について考えることができるだろう、それは、ある磁場の画像で、彼らがまわりを見ている画像の上に刻印されたと”彼は述べた。
The idea continues to be somewhat controversial - as is the one that your nose might be doing a bit of quantum biology.
あなたの鼻が量子生物学を少しやっているかもしれない1つであるとして、この考えは引き続き幾分論議の的になっている。
Most smell researchers think the way that we smell has to do only with the shapes of odour molecules matching those of receptors in our noses.
多くの嗅覚研究者は、私たちが匂いを嗅ぐ方法は鼻の匂いの受容体に一致する匂い分子の形状のみ関係していると考えています。
But Dr Turin believes that the way smell molecules wiggle and vibrate is responsible - thanks to the quantum effect called tunnelling.
しかし、匂い分子が小刻みに揺れて、振動する方法はトンネル効果と呼ばれる量子効果のおかげによるものだとトゥリン博士は信じています。
The idea holds that electrons in the receptors in our noses disappear on one side of a smell molecule and reappear on the other, leaving a little bit of energy behind in the process.
私たちの鼻の受容体における電子は、その過程での背後にある種のエネルギーを少し残して、匂い分子の一方の側に消えて、もう一方の側に再び現れる。
A paper published in Plos One this week shows that people can tell the difference between two molecules of identical shape but with different vibrations, suggesting that shape is not the only thing at work.
今週のPlos Oneに掲載された論文では、人々が同一形状の2分子間で異なる振動の違いを見分けることができ、このことは形状だけが作用していないことを示唆しています。
What intrigues all these researchers is how much more quantum trickery may be out there in nature.
すべての研究者の興味をそそることは、どのくらい量子の策略が自然のそこに表れているかも知れないことです。
"Are these three fields the tip of the iceberg, or is there actually no iceberg underneath?" asked Dr Turin. "We just don't know. And we won't know until we go and look."
“これらの3つの分野は氷山の一角であり、または、実際にはその下には氷山は存在しないのですか？”とトゥリン博士は尋ねた。“私たちはただ知らない。”そして、私たちが行って、見るまで知ることはないだろう。
'Hugely important'
“非常に重要”
That question has ignited a global push. In 2012, the European Science Foundation launched its Farquest programme, aiming to map out a pan-European quantum research structure in which quantum biology plays a big role.
その質問は世界的な突進に火をつけた。2012年に、ヨーロッパ科学財団は、量子生物学が大きな役割を果たしている汎欧州量子研究機構を詳細に計画する目的で、そのFarquest programmeを立ち上げた。
And the US defence research agency, Darpa, has been running a nationwide quantum biology network since 2010. Departments dedicated to the topic are springing up in countries ranging from Germany to India.
そして、米国国防研究機関、米国防高等研究計画局（DARPA）は2010年から全米量子生物学ネットワークを運営しています。この話題に奉げている各国の省はドイツからインドに至るまでの国々で盛り上がっています。
A better understanding of smell could make the hit-and-miss business of making new fragrances more directed, and learning from nature's tricks could help with developing next-generation quantum computers.
匂いを良く理解することは、良いときもあれば悪いときのある新しい香りの調香ビジネスをもっと方向付けすることができるだろう、そして、自然の魔法から学ぶことは次世代の量子コンピュータ開発に役立つ可能性があるだろう。
nature's tricks 自然の魔法
But what the next wave of quantum biologists finds could be truly profound.
しかし、量子生物学者の次なる波を見つけることは本当に重大なことになるだろう。
Simon Gane, a researcher at the Royal National Throat, Nose and Ear Hospital and lead author of the Plos One paper, said that the tiny receptors in our noses are what are called G-protein coupled receptors.
Royal National Throat, Nose and Ear Hospitalの研究者およびPlos One paperの筆頭著者は、私たちの鼻の小さな受容体はGタンパク質共役型受容体と呼ばれるものであると述べた。
G-protein-coupled receptors Gタンパク質共役受容体
"They're a sub-family of the receptors we have on all cells in our body - they're the targets of most drug development," he explained.
"彼らは私たちの体のすべての細胞上にある受容体のサブファミリーで – それらはほとんどの医薬品開発の標的になっています"と彼は説明した。
"What if - and this is a very big if - there's a major form of receptor-drug interaction that we're just not noticing because we're not looking for a quantum effect? That would have profound implications for drug development, design and discovery."
“どんな場合にでも、量子効果を求めていないために、私たちだけが気づいていない受容体・薬物相互作用の大きな形があるならば、これは大きなことなのかも？そのことは創薬、医薬品設計および薬物発見に対して深い意味を持っているだろう。
receptor-drug interaction 受容体・薬物相互作用
Jim Al-Khalili of the University of Surrey is investigating whether tunnelling occurs during mutations to our DNA - a question that may be relevant to the evolution of life itself, or cancer research.
サーリー大学のJim Al-Khaliliは量子トンネル効果が私たちのDNAに対する突然変異中に発生するのかどうかを研究していて、そのことは生命それ自身の進化またはがん研究に関連するかも知れない問題です。
He told the BBC: "If quantum tunnelling is an important mechanism in mutations, is quantum mechanics going to somehow answer some of the questions about how a cell becomes cancerous?
彼は彼はBBCに語った： "量子トンネルが突然変異で重要なメカニズムであるならば、量子力学がどのように細胞ががん化するかに関する質問になんらかの答えするのか？
"And suddenly you think, 'Wow!' Quantum mechanics is not just a crazy side issue or a fringe field where some people are looking at some cranky ideas. If it really might help answer some of the very big questions in science, then it's hugely important."
“そして、突然、あなたは”うわー“と思う。量子力学は単にばかげた枝葉の問題または一部の人々がある風変わりな考えを考察しているフリンジ領域だけではないです。それが、本当に科学でいくつかの極めて大きな問題に答えることに役立つかも知れない場合は、それで、それは極めて重要である。
用語
薬物・受容体相互作用
http://merckmanual.jp/mmpej/print/sec20/ch304/ch304b.html
受容体は，細胞間および細胞内における化学的情報伝達に関与する巨大分子で，細胞表面の膜上や細胞質内に位置している。受容体に結合する分子（例，薬物，ホルモン，神経伝達物質）をリガンドと呼ぶ。リガンドは，受容体を活性化または不活性化しうる；活性化により特定の細胞機能が上昇もしくは低下する。各リガンドは，複数の受容体サブタイプと相互作用することがある。1つの受容体またはサブタイプに完全に特異的な薬物はめったになく，多くがある程度の選択性を有する。選択性とは，薬物が他の部位よりもある特定の部位に作用する程度であり，薬物の細胞受容体への物理化学的結合と大きく関連している
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Gタンパク質共役受容体は精油化学成分の薬理作用に関係するかも？
http://aromahonjin.way-nifty.com/blog/2013/02/g-4349.html
思いつたこと
量子生物学の考え方により生物のことがより分かるようになった。アロマセラピーに関連する嗅覚や植物の光合成の仕組みは量子生物学的に考え方ことによって理解が深かまる見たいです。
渡り鳥は太陽光と地磁気によって飛行コースを決めるといわれるが、そのコントロール装置にあたるのも松果体である。松果体の仕組みも量子生物学から考えることができます。以前のブログで、デカルトによると松果体は魂の座であると言っていること紹介しました。チャクラから言うと松果体は第7頭頂になり、中枢神経を制御しています。
人間も太陽光と地磁気の影響を受けて松果体に変化をおこし気分などが影響をうけるのかも？人間とっては天照大御神の源太陽の光にあたることは大切かと思います。
お知らせ
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