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No laboratório do MIT, foram projetados elementos como portas lógicas e sensores, capazes de serem codificados em células bacterianas para detecção de diferentes compostos, como oxigênio, glucose, luz, temperatura e acidez.
Esses elementos proporcionam um alicerce para que as bactérias sigam as instruções dos programadores, os quais convertem suas diretrizes em sequências de DNA. A linguagem, inspirada em Verilog, uma linguagem de programação, abre caminho para uma série de aplicações. Desde a criação de bactérias que auxiliam na digestão da lactose até bactérias que habitam raízes de plantas e produzem inseticidas.
Segundo o professor Christopher Voigt, do MIT, "É literalmente uma linguagem de programação para bactérias. Você utiliza uma linguagem textual, tal qual na programação de computadores. Em seguida, traduz esse texto em uma sequência de DNA e a insere na célula, permitindo a execução do programa no interior da mesma."
A simplicidade de utilização da linguagem não exige um conhecimento profundo de biologia para a criação de sequenciamentos de DNA. Dos 60 circuitos iniciais programados, 45 operaram corretamente, sendo muitos destinados à avaliação das condições ambientais.
Um desses circuitos foi concebido para analisar três condições e reagir de acordo com os dados coletados. O circuito mais complexo desenvolvido pelos pesquisadores envolve sete portas lógicas e aproximadamente 12.000 pares de bases de DNA, tornando-o o maior já construído.
Atualmente, a linguagem de programação biológica foi aplicada à E. coli, mas os pesquisadores já estão expandindo o código para outras cepas bacterianas, como as Bacteroides, presentes no intestino humano, e as Pseudomonas, encontradas nas raízes das plantas. Se bem-sucedidos, seria viável criar um único programa e compilá-lo para diferentes organismos, gerando a sequência de DNA adequada para cada um.
Os pesquisadores planejam disponibilizar uma interface para sua linguagem de programação celular na internet.
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