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Células robóticas ou robôs mais humanos

Ao usar células humanas, torna-se possível tirar proveito da enorme "capacidade computacional" metabólica

15 Mai 2019, 16h41

Crédito: Divulgação

Pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH), na Suíça, integraram dois núcleos processadores biológicos dentro de células humanas cultivadas em laboratório.

Isso representa um passo gigantesco rumo à criação de biocomputadores realmente poderosos, segundo a equipe.

Este é o terceiro avanço importante da biocomputação anunciado em poucos dias - os outros foram um nanotablet que permite programar os computadores biológicos e o primeiro bioprocessador reprogramável.

O biocomputador anunciado agora se baseia na promissora - e controversa - técnica de edição gênica chamada CRISPR-Cas9. Sua grande vantagem em relação a circuitos de computação biológica que usaram a mesma técnica anteriormente é que os núcleos processadores são reprogramáveis.

Além disso, ao usar células humanas, torna-se possível tirar proveito da sua enorme "capacidade computacional" metabólica - estima-se que nossas células possam processar até 100.000 diferentes moléculas metabólicas por segundo, sendo que cada uma funciona como uma entrada para o processador.

Uma variante especial da proteína Cas9 forma o núcleo do processador.

Em resposta à entrada fornecida pelas sequências de RNA guia, a CPU regula a expressão de um gene particular, que por sua vez produz uma proteína específica. Com essa abordagem, é possível programar circuitos escalonáveis nas células humanas - como meio-somadores digitais, que consistem em duas entradas e duas saídas e podem adicionar dois números binários de dígito único.

Assim, em vez de precisar construir um processador para cada tarefa, este bioprocessador aceita diferentes tipos de programação, e as entradas são codificadas nas moléculas RNA.

A equipe deu um passo além e criou um processador biológico dual-core, semelhante aos do mundo eletrônico, integrando dois núcleos em uma única célula. Para isso, eles usaram componentes CRISPR-Cas9 de duas bactérias diferentes.

E não há limites para o escalonamento dessa técnica, que pode ir das células aos tecidos e até órgãos computacionais.

"Imagine um microtecido com bilhões de células, cada uma equipada com seu próprio processador dual-core. Esses 'órgãos computacionais' poderiam, teoricamente, alcançar um poder de computação que ultrapassa em muito o de um supercomputador digital - e usando apenas uma fração da energia," disse o professor Martin Fussenegger.

O próximo objetivo da equipe é criar um bioprocessador multicore dentro de uma única célula.