O sonho de ficção científica de um ‘computador molecular’ pode tornar-se real. Há muito tempo que os químicos desenharam pequenas máquinas que podem fabricar medicamentos, plásticos e outros polímeros que são difíceis de construir com ferramentas maiores.
É o sonho de David Leigh, um químico orgânico da Universidade de Manchester, no Reino Unido: “químicos como eu vêm trabalhando na tentativa de transformar moléculas em máquinas há cerca de 25 anos”.
Em 1936, o matemático inglês Alan Turing imaginou uma máquina autónoma capaz de processar qualquer algoritmo codificado com precisão. A máquina leria uma fita pontilhada com símbolos que, quando interpretados sequencialmente, instruiriam a máquina a agir. A máquina de Turing foi uma visão profética dos computadores modernos.
O cientista acredita que pequenas versões moleculares da máquina de Turing poderiam reunir o que lutamos para construir no reino orgânico, como novas drogas e plásticos com características tão aprimoradas e precisas que estão fora do alcance das ferramentas atuais. E ele está confiante de que pode fazê-lo. “É absolutamente claro que é possível”, diz, “porque já existe esse exemplo funcional chamado biologia”. A natureza deu a cada forma de vida a sua versão da máquina de Turing: ribossomos, estruturas celulares que deslizam para baixo em sequências de mRNA para produzir proteínas, um aminoácido de cada vez. Nenhuma vida na terra pode funcionar sem elas.
Uma máquina molecular funcionaria como um ribossoma, em que as instruções seriam codificadas por uma molécula, e outra as leria. Esta máquina totalmente funcional ainda não existe, mas cientistas como Leigh estão construí-la, peça a peça. A sua equipa projetou uma molécula em forma de anel (2007) que era alimentada por luz e podia avançar ao longo de um caminho molecular. Mas não era isso que Leigh realmente queria: os sistemas biológicos são alimentados por combustíveis químicos, não por luz.
Há cinco anos, descobriram como empurrar essas moléculas usando ácido tricloroacético como combustível químico. As máquinas estão num líquido e a equipa junta o ácido. O pH em redor muda à medida que o ácido se decompõe, acionando a molécula para levar a “cabeça” adiante – e nunca para trás. Pense nisto como uma escada rolante: a forma dente de serra da pista restringe o movimento a apenas uma direção.
Agora, num estudo publicado na Nature, a equipa de Leigh combinou apresentou uma máquina do tamanho de uma molécula que pode ler enquanto se move. Eles codificaram blocos de informação numa molécula (a fita) e projetaram outra para deslizar pelo seu comprimento (a cabeça). À medida que a cabeça se move ao longo da fita, ela contorce-se numa forma previsível, de cada vez que examina um bloco específico de informação. Isso permitiu que a equipa interpretasse as informações na fita com base nas mudanças na forma da cabeça.
Crédito da imagem: louis reed, unsplash
