Eletrônica

Computador biológico faz cálculos dentro de uma célula viva

Computador biológico faz cálculos dentro de uma célula viva
O computador biológico poderá ser injetado nas células para detectar células tumorais, disparando os mecanismos de defesa do organismo. [Imagem: Kobi Benenson/Harvard University]

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, criaram o bloco básico de um computador biológico que, no futuro, poderá ser injetado em células vivas para detectar células tumorais, disparando os mecanismos de defesa do organismo, ou determinar quando genes devem ser ligados ou desligados durante uma terapia contra o câncer.

Dispositivo sintético de RNA

Tecnicamente o computador biológico é conhecido como dispositivo sintético de RNA. RNA é uma molécula muito parecida com o DNA, e os pesquisadores usaram componentes sintéticos modulares para fazer com seus nucleotídeos desempenhem funções específicas - por exemplo, detectar e responder a sinais bioquímicos no interior de uma célula ou ao seu redor.

Christina Smolke e Maung Nyan Win criaram o mecanismo básico de seu computador biológico de RNA de forma modular, o que significa que, como os transistores de um computador tradicional, eles poderão ser interconectados para formar portas AND, NOR, NAND e OR, tornando-se capazes de fazer virtualmente qualquer cálculo computacional.

Computador biológico

Este é o primeiro computador biológico capaz de lidar com mais de uma entrada de informação ao mesmo tempo. "Há bastante trabalho sendo feito em dispositivos de entrada única. Mas esta é a primeira demonstração de que um dispositivo de RNA de múltiplas entradas é possível," diz Smolke.

A modularidade é outro fator de grande importância, porque cada pesquisador não precisará reprojetar o computador biológico cada vez que ele precisar de uma função específica. Os blocos básicos poderão ser fabricados na forma de sensores com funções definidas e, posteriormente, "encaixados" para formar dispositivos complexos para atender às necessidades.

Biocomputador para detectar o câncer

O trabalho agora apresentado foi demonstrado em células de levedura. Mas Smolke afirma que eles já conseguiram demonstrar o funcionamento do computador biológico em células de mamíferos. Isto abre a possibilidade de que, no futuro, esses computadores biológicos sintéticos possam vir a ser usados em uma grande variedade de aplicações médicas.

Os computadores biológicos, quando totalmente desenvolvidos, poderão ser literalmente injetados no interior de células vivas para detectar determinados sinais - por exemplo, um marcador bioquímico específico liberado por células de um tumor. Quando localizar o biomarcador, o computador biológico poderá sinalizar às células T para que elas iniciem uma ação de defesa contra o tumor.

Para conhecer outra linha de pesquisa na área de biocomputadores, veja Biocomputadores moleculares implantáveis poderão revolucionar a Medicina

Bibliografia:

Higher-Order Cellular Information Processing with Synthetic RNA Devices
Maung Nyan Win, Christina D. Smolke
Science
October 2008
Vol.: 322. no. 5900, pp. 456 - 460
DOI: 10.1126/science.1160311




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