La biología cuántica ha entrado en una nueva etapa de aplicación práctica a través del diseño artificial. Según una investigación publicada en el último número de *Nature*, un equipo de la Universidad de Oxford (Reino Unido) ha sintetizado con éxito una clase de proteínas impulsadas por la cuántica. Se trata de una proteína fluorescente magnética (MFP) biomolecular que puede interactuar con campos magnéticos y ondas de radio; sus propiedades se derivan de los efectos de la mecánica cuántica en su interior.
Investigaciones previas han revelado que los efectos cuánticos desempeñan un papel crucial en ciertos procesos biológicos, como la navegación magnética en aves. Esta es la primera vez que estos efectos se diseñan artificialmente y se transforman en una serie de tecnologías novedosas con valor práctico. Esto supone una transición de la simple observación de fenómenos cuánticos en la naturaleza a su utilización y modificación activa para aplicaciones prácticas.
El equipo de investigación desarrolló inicialmente un prototipo de instrumento de imagen capaz de localizar in vivo proteínas modificadas artificialmente utilizando principios similares a los de la resonancia magnética (RM). A diferencia de la RM convencional, este sistema puede rastrear cambios en la expresión de moléculas o genes específicos dentro de un organismo. Esta capacidad es fundamental para abordar desafíos médicos como la administración dirigida de fármacos y el seguimiento de cambios genéticos en tumores.
A continuación, para preparar estas proteínas, el equipo empleó un método de bioingeniería denominado «evolución dirigida»: primero, se introducen mutaciones aleatorias en la secuencia de ADN que codifica la proteína, generando miles de variantes con diversas propiedades. A continuación, se seleccionan los mutantes con mejor rendimiento y este proceso se repite varias veces. Finalmente, tras múltiples rondas de cribado y evolución, la proteína resultante muestra una sensibilidad significativamente mejorada a los campos magnéticos. Este avance se basa en la profunda integración de múltiples disciplinas, como la biología de la ingeniería, la física cuántica y la inteligencia artificial. «Es un descubrimiento emocionante», afirmó Gabriel Abrahams, primer autor del artículo y estudiante de doctorado del Departamento de Ciencias de la Ingeniería. «Los humanos no podemos diseñar sensores cuánticos biológicos de alto rendimiento desde cero, pero al guiar cuidadosamente el proceso evolutivo de las bacterias, la naturaleza nos ha mostrado un camino viable».
Esta investigación también demuestra que el camino desde el descubrimiento científico hasta el avance tecnológico suele ser impredecible. La comprensión del equipo de investigación sobre los procesos cuánticos internos de las proteínas fluorescentes magnetosensibles es inseparable de años de investigación acumulada sobre los mecanismos de navegación geomagnética de las aves. Además, la investigación hizo realidad la visión de la colaboración interdisciplinaria, permitiendo el desarrollo simultáneo de múltiples tecnologías en el mismo laboratorio.
