p Cientistas da computação da Universidade da Califórnia, Davis, A Maynooth University na Irlanda e o California Institute of Technology criaram moléculas de DNA que podem se automontar em padrões essencialmente executando seu próprio programa. O trabalho é publicado em 21 de março na revista. Natureza . p "O objetivo final é usar a computação para desenvolver estruturas e permitir uma engenharia molecular mais sofisticada, "disse David Doty, professor assistente de ciência da computação na UC Davis e co-autor do artigo.

p O sistema é análogo a um computador, mas em vez de usar transistores e diodos, ele usa moléculas para representar um número binário de seis bits (por exemplo, 011001). A equipe desenvolveu uma variedade de algoritmos que podem ser calculados pelas moléculas.

p "Ficamos surpresos com a versatilidade dos algoritmos que conseguimos projetar, apesar de ser limitado a entradas de seis bits, "Doty disse. Os pesquisadores foram capazes de projetar e executar 21 algoritmos ao longo dos experimentos, demonstrando o potencial do sistema, ele disse.

p Trabalhando inicialmente como bolsistas de pós-doutorado com o professor Erik Winfree na Caltech, Doty e o co-autor Damien Woods, agora na Maynooth University, projetou uma biblioteca de peças curtas, ou ladrilhos, de DNA. Cada bloco de DNA consiste em 42 bases (A, C, G ou T) dispostos em quatro domínios de 10-11 bases. Cada domínio pode representar 1 ou 0 e pode manter alguns dos domínios em outros blocos. Não há duas peças uma correspondência completa.

p Dois dos quatro domínios em cada bloco são "entrada, "e duas" saídas. "Em um diodo eletrônico, transistor ou porta lógica, um valor de 0 ou 1 na entrada (ou entradas) dará um valor conhecido na saída. De forma similar, dependendo de quais blocos os pesquisadores selecionaram para iniciar seu programa, eles poderiam obter uma saída conhecida na outra extremidade.

p Começando com os seis bits originais de entrada, o sistema adiciona fileira após fileira de moléculas, executando progressivamente o algoritmo. Em vez de eletricidade fluindo pelos circuitos, filas de fitas de DNA grudadas realizam o cálculo.

p É como ter um conjunto de peças de Lego, alguns dos quais irão aderir espontaneamente a outros tijolos. Selecione um conjunto de tijolos para começar, misture-os e observe-os se montarem em uma estrutura.

p O resultado final do programa é algo como um lenço tricotado de DNA, feito de ladrilhos colados em um padrão definido pelo programa original. Os resultados são lidos com um microscópio de força atômica, que detecta uma molécula marcadora ligada ao DNA.

p A equipe foi capaz de demonstrar algoritmos para uma variedade de tarefas, incluindo exercícios de contagem, passeios aleatórios e padrões de desenho, como ziguezagues, diamantes e uma dupla hélice no DNA.

p Doty e Woods começaram o trabalho como cientistas da computação teóricos, então eles tiveram que dominar algumas habilidades de "laboratório molhado". No futuro, a programação molecular pode operar em um nível superior, Winfree disse. Os codificadores de hoje não precisam entender a física do transistor, por exemplo.

p Na UC Davis, Doty agora está trabalhando em aspectos teóricos da programação molecular. O DNA é de especial interesse porque ambos representam informações na forma molecular, e é relativamente fácil de trabalhar, ele disse.

p "É um grande presente que os biólogos moleculares nos deram, cientistas da computação, " ele disse.