Pesquisadores do MIT desenvolveram uma arquitetura de computação onde o componente fundamental não é o silício, mas uma bactéria. Ao programar e conectar colônias do microrganismo Pantoea agglomerans, a equipe criou o equivalente biológico de transistores, os interruptores que formam a base de toda a eletrônica digital. O feito, detalhado em um artigo na revista Nature Chemical Biology, permite a construção de circuitos vivos capazes de realizar operações lógicas complexas.

O avanço representa uma mudança de paradigma na biologia sintética. Em vez de sobrecarregar uma única célula com um circuito completo — uma abordagem com limites de complexidade e que pode exaurir a maquinaria celular —, os engenheiros distribuíram a computação. Cada colônia de bactéria atua como um componente especializado, seja como um transistor que liga ou desliga um processo, seja como um "fio" que transmite o sinal para a colônia seguinte. O fluxo de informação não é elétrico, mas químico: moléculas viajam entre as colônias, que estão impressas a cerca de 5 milímetros de distância umas das outras em uma placa de Petri.

Do Silício à Célula

Para construir essa arquitetura, a equipe do MIT projetou cinco cepas de bactérias. Duas funcionam como transistores, ativados ou desativados por uma molécula específica. As outras três atuam como relés, que traduzem e direcionam os sinais químicos, garantindo que a informação flua em uma única direção, como em uma placa de circuito impresso. Essa modularidade permite, em tese, a construção de qualquer tipo de operação computacional.

Combinando esses blocos, os pesquisadores demonstraram a capacidade de criar circuitos mais sofisticados, como somadores e demultiplexadores — um componente que direciona um sinal de entrada para vários destinos possíveis. O maior circuito construído até agora, capaz de somar duas entradas, conecta 24 colônias bacterianas. Segundo Christopher Voigt, chefe do Departamento de Engenharia Biológica do MIT e autor sênior do estudo, "computacionalmente, não há nada que seu iPhone possa fazer que esses circuitos não possam fazer".

A Velocidade da Natureza

A afirmação de Voigt vem com uma ressalva crucial: a velocidade. Enquanto um processador de silício realiza bilhões de operações por segundo, um cálculo no circuito bacteriano leva cerca de oito horas. A comparação, no entanto, é descabida. O objetivo não é substituir os computadores, mas sim integrar o poder da computação diretamente em sistemas biológicos.

Para as aplicações visadas, como na agricultura, a velocidade é relativa. "Se você tem bactérias na raiz de uma planta (...), executar um cálculo simples durante a noite é rápido o suficiente em relação a uma estação de cultivo", explica Voigt. A visão de futuro inclui circuitos que revestem folhas ou raízes, detectando sinais de seca ou o ataque de uma praga e, em resposta, ativando a produção de uma molécula protetora, como um fungicida. O financiamento por agências como a DARPA, ligada à defesa dos EUA, sinaliza o interesse estratégico em dominar essa nova fronteira da computação.

Com reportagem de Brazil Valley

Source · MIT News