p Semelhante a usar Python ou Java para escrever código para um computador, os químicos em breve poderão usar um conjunto estruturado de instruções para "programar" como as moléculas de DNA interagem em um tubo de ensaio ou célula. p Uma equipe liderada pela Universidade de Washington desenvolveu uma linguagem de programação para a química que espera otimizar os esforços para projetar uma rede que pode guiar o comportamento de misturas de reação química da mesma forma que controladores eletrônicos embutidos guiam carros. robôs e outros dispositivos. Em medicina, tais redes poderiam servir como distribuidores "inteligentes" de drogas ou detectores de doenças no nível celular.

p As descobertas foram publicadas online esta semana (29 de setembro) em Nature Nanotechnology .

p Químicos e educadores ensinam e usam redes de reação química, uma linguagem centenária de equações que descreve como as misturas de produtos químicos se comportam. Os engenheiros da UW levam essa linguagem um passo adiante e a usam para escrever programas que direcionam o movimento de moléculas feitas sob medida.

p "Começamos de um abstrato, descrição matemática de um sistema químico, e, em seguida, usar o DNA para construir as moléculas que realizam a dinâmica desejada, "disse o autor correspondente Georg Seelig, um professor assistente de UW de engenharia elétrica e de ciência da computação e engenharia. "A visão é que, eventualmente, você pode usar essa tecnologia para construir ferramentas de uso geral. "

p Atualmente, quando um biólogo ou químico faz um certo tipo de rede molecular, o processo de engenharia é complexo, pesado e difícil de reaproveitar para construir outros sistemas. Os engenheiros da UW queriam criar uma estrutura que desse aos cientistas mais flexibilidade. Seelig compara esta nova abordagem a linguagens de programação que dizem a um computador o que fazer.

p "Eu acho isso atraente porque permite que você resolva mais de um problema, "Seelig disse." Se você quiser que um computador faça outra coisa, você apenas o reprograma. Este projeto é muito semelhante, pois podemos dizer à química o que fazer. "

p Humanos e outros organismos já possuem redes complexas de nanomoléculas que ajudam a regular as células e manter o corpo sob controle. Os cientistas agora estão encontrando maneiras de projetar sistemas sintéticos que se comportam como biológicos, na esperança de que as moléculas sintéticas possam suportar as funções naturais do corpo. Para esse fim, um sistema é necessário para criar moléculas de DNA sintéticas que variam de acordo com suas funções específicas.

p A nova abordagem não está pronta para ser aplicada na área médica, mas os usos futuros podem incluir o uso dessa estrutura para fazer moléculas que se auto-montam dentro das células e servem como sensores "inteligentes". Eles podem estar embutidos em uma célula, em seguida, programado para detectar anormalidades e responder conforme necessário, talvez entregando drogas diretamente a essas células.

p Seelig e seu colega Eric Klavins, um professor associado de engenharia elétrica da UW, recentemente recebeu US $ 2 milhões da National Science Foundation como parte de uma iniciativa nacional para impulsionar a pesquisa em programação molecular. A nova linguagem será usada para apoiar essa iniciativa mais ampla, Seelig disse.