Linguagem de programação para programar células vivas


Linguagem de programação para programar células vivas criada pelo MIT

Engenheiros, biólogos e cientistas da computação se juntaram para criar uma linguagem de programação que permite desenvolver circuitos codificados em moléculas de DNA.

A descoberta é fruto de pesquisas de cientistas do MIT, da Boston University e do National Institute of Standards and Technology. Com esses aplicativos eles podem dar novas funções para as células vivas. Os sensores podem detectar compostos diferentes, tais como oxigênio ou glucose, bem como luz, temperatura, acidez. 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. "

A linguagem é baseada em Verilog HDL uma linguagem de programação usada para programar chips de computador.

É uma linguagem de programação como qualquer outra, baseada em texto, programado um computador. Então você pega esse texto e depois de compilar ele é transformado em uma sequência de DNA e o circuito é executado no interior da célula".

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Com a nova linguagem de programação criada pelo MIT é possível modificar as funções de células vivas já existentes ou adicionar novas funções.

As Futuras aplicações para esta nova linguagem de programação inclui projetar células bacterianas que podem produzir um medicamento para o câncer quando for detectado um tumor. Outra possibilidade é criar células de levedura que possam deter seu próprio processo de fermentação se aparecerem muitos subprodutos tóxicos.

Nos últimos 15 anos, biólogos e engenheiros do MIT projetaram muitas partes genéticas, tais como sensores, interruptores de memória e relógios biológicos, que podem ser combinados para modificar as funções de células vivas existentes ou adicionar novas funções.

Para criar uma versão da linguagem que iria trabalhar para as células, os pesquisadores projetaram computação elementos tais como portas lógicas e sensores que podem ser codificados no DNA de uma célula bacteriana. Os sensores podem detectar compostos diferentes, como oxigênio ou glicose, bem como luz, temperatura, acidez e outras condições ambientais.

Na atual versão da linguagem de programação estas partes genéticas são otimizados para Escherichia coli, Mas os pesquisadores estão trabalhando na expansão da linguagem para outras cepas de bactérias. Agora eles querem incluir Bacteroides, comumente encontrada no intestino humano e Pseudomonas, que muitas vezes vive em raízes de plantas. Isso permitiria que os programadores criem um programa único para depois compilá-lo para diferentes organismos e assim obter a sequência de DNA certa para cada um dos circuitos biológicos.

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 ADN.

Dos 60 códigos testados com a linguagem do MIT, 45 funcionaram perfeitamente.

Programar bactérias é só mais um passo no enorme campo da biologia sintética – área interdisciplinar da biologia, engenharia computacional, genética e biofísica. Reportagem da Atlantic resume bem o conceito: “Se o sequenciamento é sobre ler DNA, e a engenharia genética que conhecemos é sobre copiar, cortar e colar, a biologia sintética é sobre escrever e programar novo DNA com dois objetivos principais: criar máquinas genéticas do zero e ganhar novos conhecimentos sobre como a vida funciona”.

A vantagem desta técnica é sua velocidade. Levaria anos para construir estes tipos de circuitos. Agora é só apertar o botão e começar imediatamente uma sequência de DNA, para testar, diz Voigt.

Sua equipe pretende trabalhar em vários aplicativos diferentes usando esta abordagem. Bactérias que podem ser ingeridas para ajudar na digestão da lactose.

Podem também programar bactérias para viver nas raízes e produzir inseticida se as bactérias pressentirem que a planta está sob ataque. Ou Podem programar um fermento que para desligar quando ele estiver produzindo muitos subprodutos tóxicos em uma reação de fermentação.

Fonte: MIT News Office


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Pablo Roots

Usuário de MS-DOS e Windows 3.11, profissional de Suporte desde 1999, autodidata e entusiasta da cultura Hacker, Pesquisador autônomo da Segurança da Informação além de amante da Shell Unix. [email protected] ~$ sudo su - [email protected] ~# find / -iname corrupção -exec rm -rfv {} \+

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