Pesquisadores criam método que armazena informações de células no DNA

Técnica deverá ajudar a compreender e tratar doenças como o câncer e a monitorar a poluição em rios e outros corpos d’água

Técnica permite guardar “memória” celular no DNA. Foto: Max Pixel

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram uma nova tecnologia que, segundo eles, pode transformar células vivas em computadores e dispositivos de gravação, com programas codificados em seu DNA. Um artigo a esse respeito foi publicado no periódico “Molecular Cell” e abordado na revista “Cosmos”.

O novo sistema, denominado Domino (DNA-based Ordered Memory and Iteration Network Operator) e que tem semelhança com o já conhecido CRISPR, pode ser usado para registrar a intensidade, a duração, a sequência e o tempo de muitos eventos na vida de uma célula, como exposições a certas substâncias químicas. Essa capacidade de armazenamento de memória pode atuar como a base de circuitos complexos nos quais um evento, ou série de eventos, aciona outro evento, como a produção de uma proteína fluorescente.

Em vez de cortar o DNA em um lugar específico, como faz o CRISPR, o Domino faz uma espécie de edição básica para substituir o DNA em locais específicos. “Com o Domino, podemos escrever o DNA para alterar as informações codificadas em diferentes posições e depois ler essas informações rapidamente, como um cabeçote de leitura e gravação em um disco rígido”, afirma Fahim Farzadfard, primeiro autor do estudo e responsável pelo desenvolvimento do conceito.

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“Também podemos combinar e juntar vários eventos de leitura e gravação de DNA para construir várias formas de lógica, como operações ‘E’ e ‘OU’, que podem ser usadas para criar operações de computação e memória mais complexas em células vivas”, acrescenta ele.

Segundo a equipe do MIT, a tecnologia possibilita a investigação de níveis mais complexos da biologia e o uso de células artificiais como dispositivos capazes de processar, monitorar e armazenar informações que ocorrem dentro das células e/ou em seu ambiente.

Biocomputação

“Esse tipo de biocomputação é uma maneira nova e empolgante de obter e processar informações”, diz o autor sênior, Timothy Lu. “É parte de um caminho de longo prazo para aproveitar as capacidades naturais de memória e computação nas células.”

O sistema poderia ser usado para criar sensores instalados no corpo, coletando e armazenando informações para monitorar a saúde, ou em sistemas para medir e registrar a contaminação em rios e cursos d’água. “Essas são aplicações que podem estar mais longe do uso no mundo real, mas certamente são ativadas por tal tipo de tecnologia”, afirma Lu.

Um exemplo dessas aplicações seria projetar circuitos capazes de detectar a atividade genética ligada ao câncer. Esses circuitos também podem ser programados para ativar genes que produzem moléculas que combatem o câncer, permitindo que o sistema detecte e trate a moléstia.

“Precisamos de melhores estratégias para desvendar como a biologia complexa funciona, especialmente em doenças como o câncer, onde múltiplos eventos biológicos podem ocorrer para transformar células normais em células doentes”, diz Lu.

“Com esse método, estamos usando o DNA como uma fita de memória para registrar permanentemente os eventos biológicos que ocorrem na moléstia”, avalia Lu. “Essa tecnologia pode nos fornecer insights mais profundos sobre os sinais que sobem e descem ao longo do tempo para impulsionar o desenvolvimento da doença.”