Bactérias computacionais

Simulação

As aplicações para esse tipo de programação biológica incluem o projeto de células bacterianas capazes de produzir fármacos quando detectam um tumor, por exemplo, ou a criação de células de levedura que possam deter seu próprio processo de fermentação se começar a aparecer muitos subprodutos tóxicos.

Descrever ou prever os resultados de um experimento ou as consequências de um fenômeno natural através de simulações computacionais é uma aplicação cada vez mais importante da ciência, e mantem ocupados hoje em dia os maiores supercomputadores do mundo. A simulação computacional baseia-se em um modelo do sistema físico, que pode ser tão simples quanto uma rede de células, cada uma contendo ou não alguma forma de vida (e.g. bactérias), evoluindo no tempo segundo regras pre estabelecidas. (Por exemplo, que a cada instante de tempo haja a geração de um novo indivíduo ou a aniquilação de um antigo em uma dada célula, dependendo da configuração das células vizinhas.) Talvez pareça surpreendente, mas podem ser usados essencialmente esses mesmos métodos de simulação para o cálculo de primeiros princípios (i.e. partindo da teoria original, sem aproximações) das propriedades de uma teoria quântica de campos. De fato, apesar de muito pesadas, tais simulações vem sendo utilizadas há quase 30 anos no estudo da Cromodinâmica Quântica (ou QCD), a teoria que descreve as interações fortes entre quarks e gluons. A QCD é o único setor do Modelo Padrão das Partículas Elementares que não pode ser completamente investigado pelos métodos usuais de teorias de campos, baseados em teoria de perturbação. Vamos discutir simulações computacionais em geral, ver quais características da QCD determinam que seu estudo deva ser realizado por meio de simulações, e apresentar alguns dos resultados recentes das pesquisas na área.

A equipe planeja construir uma interface para sua linguagem de programação bacteriana e disponibilizá-la na web.

Simulação Computacional

Saiba que existe uma linguagem de alto nível para programar bactérias!

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Programação biológica

Engenheiros, biólogos e cientistas da computação se juntaram para criar mais uma linguagem de programação que permite projetar rapidamente circuitos complexos codificados em moléculas de DNA.

Isso significa que, usando uma linguagem de programação de alto nível, é possível dar novas funções para as células vivas – fazer com que façam algo que queremos.

Usando esta linguagem, não é necessário ser um geneticista para escrever um programa para a função que se deseja da célula bacteriana, como detectar e responder a determinadas condições ambientais. Para isso, o próprio programa gera uma sequência de DNA que torna a célula capaz de executar a função.

“É literalmente uma linguagem de programação para bactérias”, explica o professor Christopher Voigt, do MIT, nos EUA. “Você usa uma linguagem baseada em texto, exatamente como você programa um computador. Em seguida, compila esse texto e o transforma em uma sequência de DNA que você põe dentro da célula, e o programa roda dentro da célula.”

Voigt e seus colegas usaram a linguagem de programação biológica para construir circuitos que podem detectar até três entradas e responder de maneiras diferentes a cada combinação.

“Usando a linguagem de programação de alto nível é possível dar novas funções às células vivas”.