Bit BioBit: unindo o poder da computação e da biologia

Há mais de uma maneira de construir um computador biológico.

“A computação biológica inclui, mas não está limitada a, computação celular baseada em circuitos genéticos, modelos computacionais baseados em moléculas, armazenamento de dados digitais de DNA, computação bioinspirada, processamento de novas informações e modelos de armazenamento no cérebro”, diz Haorong Chen, um investigador principal no Zhejiang Lab em Hangzhou, China.

O instituto foi fundado com base na ideia de que os computadores tradicionais têm limitações e que a biologia pode oferecer uma maneira melhor de computar.

Haorong Chen.

“Zhejiang Lab é um instituto relativamente novo.”
“Decidimos apostar no futuro e investir alguns recursos em modos exploratórios e emergentes de computação.”
“É interessante refletir sobre o quanto a computação fez pela biologia e como a biotecnologia pode retribuir à computação.”

Construindo colaborações em computação biológica

Uma parte central da estratégia do Zhejiang Lab é formar redes de especialistas em todo o mundo. Assim, o Zhejiang Lab criou seu Programa Internacional de Ciência de Colaboração para Computação Biológica (BioBit) . As bolsas da BioBit estão abertas para apoiar pesquisas sobre computação biológica em qualquer país.

“A biocomputação ainda está surgindo e os pesquisadores relevantes estão bastante dispersos”, explica Chen.

“Estamos tentando conectar mais de perto essa comunidade solta.”

Para selecionar os premiados para as concessões da BioBit, Chen diz que o Zhejiang Lab recruta “um conselho de cientistas bem estabelecidos para avaliar o impacto e a viabilidade das propostas”. Em 2022, o Zhejiang Lab premiou nove cientistas de seis países – Espanha, Israel, Japão e outros – com bolsas da BioBit de até US$ 500.000 em um período de 2 a 3 anos.

“Ficamos impressionados com a diversidade das propostas de pesquisa de 2022”, diz Chen.

Como exemplo, Chen observa a pesquisa cerebral de Hanchuan Peng, do Instituto de Cérebro e Inteligência do SEU-Allen Joint Center em Nanjing, China.

“Os dados de imagem de resolução de uma única célula do cérebro inteiro são incrivelmente grandes, mas Peng e seus colegas criaram ferramentas para navegar por eles em tempo real”, explica Chen.

“Eles construíram ferramentas de realidade virtual para que as pessoas explorem melhor o conectoma ‘caminhando’ por uma floresta de sinapses.”

Outro premiado da BioBit em 2022, Eitan Yaakobi, do Technion–Israel Institute of Technology, está desenvolvendo técnicas de codificação e algoritmos para armazenar informações de arquivo no DNA. Enquanto isso, Mario J. Pérez-Jiménez, da Universidade de Sevilha, na Espanha, está criando máquinas inspiradas em vírus para aprimorar as plataformas de computação, e Chris Barnes, da University College London, trabalha com biocomputação espacial que pode ser integrada a biossensores.

Criando mais oportunidades

Os avanços em curso na computação biológica já cobrem uma gama de aplicações.

“Em nosso último trabalho do Prof. Baojun Wang, usamos biologia sintética para construir circuitos compostos por um sensor de arsênico e estágios de amplificadores”, diz Chen.

A equipe criou bactérias sensíveis ao arsênico que produzem proteína fluorescente suficiente para que uma câmera de celular possa captar o brilho.

As bolsas BioBit de 2023 serão lançadas em agosto, e o Zhejiang Lab planeja financiar outros nove ou mais cientistas de todo o mundo. Um ano após o outro, o Zhejiang Lab espera transformar um grupo díspar de pesquisadores em equipes internacionais de especialistas unidos trabalhando em uma série de pesquisas básicas e aplicações em computação biológica.

Enquanto Chen pensa nos cientistas que receberam bolsas da BioBit, ele diz: “É interessante refletir sobre o quanto a computação fez pela biologia e como a biotecnologia pode retribuir à computação”. Este círculo de pesquisa está colocando em movimento uma revolução na computação.

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