Pesquisadores do MIT criam linguagem de programação para programar células vivas

Pesquisadores desenvolveram uma linguagem de programação que permite projetar circuitos codificados em moléculas de DNA. Usando esta linguagem, qualquer um pode escrever um programa para a função que deseja, como detectar e responder a determinadas condições ambientais.

Os sensores podem detectar compostos diferentes, tais como oxigênio ou glucose, bem como luz, temperatura, acidez. Os aplicativos desenvolvidos com essa linguagem poderão dar novas funções para as células vivas. Os programadores de bactérias também podem adicionar seus próprios sensores.

“Literalmente é uma linguagem de programação para as bactérias” diz Christopher Voigt, um professor de bioengenharia do MIT. “Você usar uma linguagem baseada em texto, assim como você está programando um computador. Então você pega esse texto compila e ele é transformado em uma sequência de DNA e o circuito é executado no interior da célula”.

A linguagem é baseada em Verilog HDL uma linguagem de programação usada para programar chips de computador. As Futuras aplicações para esta nova linguagem incluem o projeto de células bacterianas que podem produzir uma droga contra o câncer quando detectam o tumor. Outra possibilidade é criar células de levedura que possam deter seu próprio processo de fermentação se aparecerem muitos subprodutos tóxicos.

Ao longo dos últimos 15 anos, biólogos e engenheiros desenharam muitas partes genéticas, tais como sensores, interruptores de memória e relógios biológicos, que podem ser combinados para modificar funções celulares existentes e adicionar novas. No entanto, projetar cada circuito é um processo trabalhoso que exige grande perícia e muitas vezes um monte de tentativa e erro.

Usando esta linguagem, os pesquisadores programaram 60 circuitos com funções diferentes, e 45 deles funcionou corretamente na primeira vez que eles foram testados. Muitos dos circuitos foram concebidos para medir uma ou mais condições ambientais, tais como o nível de oxigênio ou de concentração de glicose, e responder adequadamente.

Outro circuito foi projetado para classificar três entradas diferentes e então responder com base na prioridade de cada um. Um dos novos circuitos é o maior circuito biológico já construído, contendo sete portas lógicas e cerca de 12.000 pares de bases do DNA.

A equipe planeja trabalhar em várias aplicações diferentes usando esta abordagem: as bactérias que podem ser engolidas para ajudar na digestão da lactose; bactérias que podem viver em raízes das plantas e produzir inseticida, se eles sentem que a planta está sob ataque; e fungos que podem ser manipuladas para desligar quando eles estão a produzir muitos subprodutos tóxicos em um reator de fermentação.

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