Il lavoro fornisce un passo verso la cognizione chimica nelle protocellule sintetiche e potrebbe essere utile nel biosensore e nelle terapie.

I computer molecolari realizzati con il DNA utilizzano interazioni programmabili tra i filamenti di DNA per trasformare gli input del DNA in output codificati. Però, I computer a DNA sono lenti perché operano in un brodo chimico in cui si basano sulla diffusione molecolare casuale per eseguire un passaggio computazionale.

L'assemblaggio di questi processi all'interno di entità simili a cellule artificiali (protocellule) in grado di inviare segnali di input e output del DNA l'uno all'altro aumenterebbe la velocità dei calcoli molecolari e proteggerebbe i filamenti di DNA intrappolati dalla degradazione da parte degli enzimi presenti nel sangue.

In un nuovo studio pubblicato oggi sulla rivista Nanotecnologia della natura , un team guidato dal Professor Stephen Mann della School of Chemistry dell'Università di Bristol e dal Professor Tom de Greef del Dipartimento di Ingegneria Biomedica dell'Università di Tecnologia di Eindhoven hanno sviluppato un nuovo approccio chiamato BIO-PC (Biomolecular Implementation Of Protocell communication) basato sulle comunità di capsule semipermeabili (proteinosomi) contenenti una varietà di porte logiche del DNA che insieme possono essere utilizzate per il rilevamento e il calcolo molecolari.

La compartimentazione aumenta la velocità, modularità e progettabilità dei circuiti computazionali, riduce la diafonia tra i filamenti di DNA, e consente ai circuiti molecolari di funzionare nel siero.

Questo nuovo approccio pone le basi per l'utilizzo di piattaforme di comunicazione di protocelle per avvicinare i circuiti di controllo molecolare incorporati alle applicazioni pratiche nel biorilevamento e nelle terapie.

Professor Mann, dal Bristol Centre for Protolife Research, ha dichiarato:"La capacità di comunicare chimicamente tra cellule artificiali intelligenti utilizzando codici logici del DNA apre nuove opportunità all'interfaccia tra l'informatica non convenzionale e i sistemi su microscala realistici.

"Questo dovrebbe avvicinare i circuiti di controllo molecolare alle applicazioni pratiche e fornire nuove informazioni su come le protocelle in grado di elaborare le informazioni potrebbero aver operato all'origine della vita".