O trabalho fornece um passo em direção à cognição química em protocélulas sintéticas e pode ser útil em biossensorização e terapêutica.

Computadores moleculares feitos de DNA usam interações programáveis ​​entre fitas de DNA para transformar entradas de DNA em saídas codificadas. Contudo, Os computadores de DNA são lentos porque operam em uma sopa química, na qual contam com a difusão molecular aleatória para executar uma etapa computacional.

A montagem desses processos dentro de entidades semelhantes a células artificiais (protocélulas) capazes de enviar sinais de entrada e saída de DNA entre si aumentaria a velocidade dos cálculos moleculares e protegeria as fitas de DNA aprisionadas da degradação por enzimas presentes no sangue.

Em um novo estudo publicado hoje na revista Nature Nanotechnology , uma equipe liderada pelo professor Stephen Mann da Escola de Química da Universidade de Bristol e o professor Tom de Greef do Departamento de Engenharia Biomédica da Universidade de Tecnologia de Eindhoven desenvolveram uma nova abordagem chamada BIO-PC (Biomolecular Implementation Of Protocell communication) com base nas comunidades de cápsulas semipermeáveis ​​(proteinossomos) contendo uma diversidade de portas lógicas de DNA que, juntas, podem ser usadas para detecção e computação molecular.

A compartimentação aumenta a velocidade, modularidade e designabilidade dos circuitos computacionais, reduz a interferência entre as fitas de DNA, e permite que os circuitos moleculares funcionem no soro.

Esta nova abordagem estabelece as bases para o uso de plataformas de comunicação de protocélulas para aproximar os circuitos de controle molecular embutidos de aplicações práticas em biossensorização e terapêutica.

Professor Mann, do Bristol Centre for Protolife Research, disse:"A capacidade de se comunicar quimicamente entre células artificiais inteligentes usando códigos lógicos de DNA abre novas oportunidades na interface entre a computação não convencional e os sistemas em microescala semelhantes à vida.

"Isso deve aproximar os circuitos de controle molecular das aplicações práticas e fornecer novos insights sobre como as protocélulas capazes de processar informações podem ter operado na origem da vida."