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Eletrônica

Circuito lógico é feito com genes de bactéria

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/10/2012

Circuito lógico é feito com genes de bactéria
Biocomputadores serão úteis para executar reações químicas com precisão, fabricar biocombustíveis, despoluir áreas contaminadas ou mesmo curar doenças no interior do corpo humano.
[Imagem: Moon et al./Nature]

Circuito genético

Há poucos dias, uma equipe coreana apresentou o primeiro circuito lógico feito com DNA.

Agora, Tae Seok Moon, também coreano, mas trabalhando na Universidade de Washington, nos Estados Unidos, realizou um feito ainda mais impressionante.

Moon criou portas lógicas usando genes, e as utilizou para construir o primeiro "circuito genético".

O objetivo final dessa linha de pesquisas é que os componentes de células possam ser usados para monitorar atuar ativamente em seu ambiente - o que os cientistas chamam de biocomputadores.

Isso pode ser útil para executar reações químicas com precisão, fabricar biocombustíveis, despoluir áreas contaminadas ou mesmo curar doenças no interior do corpo humano.

Porta lógica de genes

Cada porta lógica tem várias entradas, mas apenas uma saída - a saída depende do processamento que cada tipo de porta realiza.

Uma porta AND, por exemplo, só deve dar um resultado 1 quando ela receber duas entradas 1. Já uma porta OR dará sempre resultado 1, a menos que haja duas entradas 0.

De forma análoga, os genes são ligados ou desligados quando um fator de transcrição liga-se a uma região adjacente ao gene, conhecida como promotor.

Para fazer uma porta AND de genes, contudo, Moon teve que encontrar um gene cuja ativação é controlada por pelo menos duas moléculas. Assim, se as duas moléculas estiverem presentes, o gene irá será ativado e traduzido em uma proteína.

Esse mecanismo genético foi encontrado na Salmonella typhimurium, uma bactéria que causa intoxicação alimentar, na qual o fator de transcrição liga-se ao promotor de um gene somente se uma molécula chamada chaperona (acompanhante) estiver presente.

Portas lógicas biológicas

O circuito genético completo é formado por quatro sensores para quatro moléculas diferentes, que alimentam três portas AND.

Se todas as quatro moléculas estiverem presentes, as três portas AND são ligadas, com a última produzindo uma proteína fluorescente vermelha, que sinaliza o resultado da operação.

Segundo Moon, no futuro, uma bactéria sintética com um circuito assim poderá sentir quatro indicadores diferentes de câncer e, na presença de todos os quatro, em vez de acender um sinalizador, produzir um fator capaz de matar o tumor.

"Nós não estamos tentando construir um computador com portas lógicas biológicas," ressalta Moon. "Não dá para construir um computador assim. O que estamos tentando fazer é criar controladores que nos permitam acessar tudo o que os organismos biológicos fazem de uma maneira simples e programável."

E isso não dá para fazer com silício.

Bibliografia:

Artigo: Genetic programs constructed from layered logic gates in single cells
Autores: Tae Seok Moon, Chunbo Lou, Alvin Tamsir, Brynne C. Stanton, Christopher A. Voigt
Revista: Nature
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature11516






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