Pesquisadores norte-americanos desenvolveram “computadores bacterianos” com o potencial de resolver problemas matemáticos complexos. Os resultados da pesquisa demonstraram que a computação em células vivas é viável, abrindo a porta para uma série de aplicações. A segunda geração de computadores bacterianos ilustra a viabilidade de se alargar a abordagem a outros desafios matemáticos computacionais.

Uma equipe de pesquisa composta por quatro professores e 15 estudantes das áreas de biologia e matemática da Universidade Estadual do Oeste do Missouri (Missouri Western), e da Davidson College, na Carolina do Norte, modificou o DNA da bactéria Escherichia coli, criando computadores bacterianos capazes de resolver um clássico problema matemático conhecido como Caminho Hamiltoniano.

O trabalho foi publicado em julho no Journal of Biological Engineering. A pesquisa é uma continuação de um trabalho anterior, publicado ano passado no mesmo periódico, no qual computadores bacterianos resolviam o chamado problema de Burnt Pancake.

O problema do Caminho Hamiltoniano consiste em responder se, em uma rede, existe uma rota partindo de um nó inicial para um nó final, passando apenas uma vez por cada nó da teia. Os docentes e estudantes modificaram o circuito genético das bactérias para que estas fossem capazes de encontrar um Caminho Hamiltoniano em um gráfico de três pontos. Bactérias que resolveram com sucesso o problema demonstravam esse sucesso por fluorescência verde e vermelha, resultando em colônias amarelas.

A biologia sintética faz uso de técnicas de biologia molecular, princípios de engenharia e modelagem matemática para projetar e construir circuitos genéticos que possibilitem que células vivas realizem novas funções. “Nossa pesquisa contribuiu com mais de 60 partes para o Registro Padrão de Partes Biológicas, que estão disponíveis para o uso pela maior comunidade de biologia sintética, inclusive os genes recentemente separados das proteínas fluorescentes vermelha e verde”, disse Jordan Baumgardner, recém-formado pela Missouri Western e primeiro autor do trabalho publicado. “A pesquisa oferece ainda outro exemplo de quão poderosa e dinâmica a biologia sintética pode ser. Usamos biologia sintética para resolver problemas matemáticos; outros encontraram aplicações na medicina, energia e meio ambiente. A biologia sintética tem um grande potencial no mundo real”, completou.

De acordo com Todd T. Eckdahl, autor correspondente do artigo, a biologia sintética proporciona uma nova oportunidade para a pesquisa multidisciplinar nos cursos de graduação. “Temos encontrado na biologia sintética uma excelente forma de envolver os alunos na pesquisa que conecta biologia e matemática. Nossos alunos aprendem em primeira mão o valor da passagem pelas disciplinas de base.”

Fonte: Science Daily – 24 de julho de 2009