Le travail constitue une étape vers la cognition chimique dans les protocellules synthétiques et pourrait être utile en biodétection et en thérapeutique.

Les ordinateurs moléculaires fabriqués à partir d'ADN utilisent des interactions programmables entre les brins d'ADN pour transformer les entrées d'ADN en sorties codées. Cependant, Les ordinateurs à ADN sont lents car ils fonctionnent dans une soupe chimique où ils s'appuient sur la diffusion moléculaire aléatoire pour exécuter une étape de calcul.

L'assemblage de ces processus à l'intérieur d'entités ressemblant à des cellules artificielles (protocellules) capables de s'envoyer des signaux d'entrée et de sortie d'ADN augmenterait la vitesse des calculs moléculaires et protégerait les brins d'ADN piégés de la dégradation par les enzymes présentes dans le sang.

Dans une nouvelle étude publiée aujourd'hui dans la revue Nature Nanotechnologie , une équipe dirigée par le professeur Stephen Mann de l'école de chimie de l'université de Bristol et le professeur Tom de Greef du département de génie biomédical de l'université de technologie d'Eindhoven ont développé une nouvelle approche appelée BIO-PC (mise en œuvre biomoléculaire de la communication protocellulaire) basée sur les communautés de capsules semi-perméables (protéinosomes) contenant une diversité de portes logiques d'ADN qui, ensemble, peuvent être utilisées pour la détection et le calcul moléculaires.

La compartimentation augmente la vitesse, modularité et designabilité des circuits de calcul, réduit la diaphonie entre les brins d'ADN, et permet aux circuits moléculaires de fonctionner dans le sérum.

Cette nouvelle approche jette les bases de l'utilisation de plates-formes de communication protocellulaires pour rapprocher les circuits de contrôle moléculaire intégrés des applications pratiques en biodétection et en thérapeutique.

Professeur Mann, du Bristol Center for Protolife Research, a déclaré :« La capacité de communiquer chimiquement entre des cellules artificielles intelligentes à l'aide de codes logiques ADN ouvre de nouvelles opportunités à l'interface entre l'informatique non conventionnelle et les systèmes à micro-échelle réalistes.

"Cela devrait rapprocher les circuits de contrôle moléculaire des applications pratiques et fournir de nouvelles informations sur la façon dont les protocellules capables de traiter l'information auraient pu fonctionner à l'origine de la vie."