Harvard Scientists Turned a Silicon Chip Into a DNA Factory
Cientistas de Harvard transformaram um chip de silício em uma fábrica de DNA
Silicon chips have driven the computing revolution for more than 50 years. Now, researchers are finding new ways to use them in biology, including monitoring large groups of neurons, sequencing DNA, and even manufacturing DNA itself.
Os chips de silício têm impulsionado a revolução da computação há mais de 50 anos. Agora, pesquisadores estão encontrando novas formas de utilizá-los na biologia, incluindo o monitoramento de grandes grupos de neurônios, o sequenciamento de DNA e até mesmo a própria fabricação de DNA.
A Harvard-led research team has developed a silicon chip that can synthesize 64 different DNA sequences at the same time. The work, published in Nature Electronics, replaces the solvent-heavy chemistry commonly used in custom DNA production with a water-based enzymatic method.
Uma equipe de pesquisa liderada por Harvard desenvolveu um chip de silício capaz de sintetizar 64 sequências diferentes de DNA ao mesmo tempo. O trabalho, publicado na revista Nature Electronics, substitui a química com uso intenso de solventes comumente empregada na produção personalizada de DNA por um método enzimático à base de água.
Rather than controlling DNA synthesis with conventional laboratory equipment, the chip uses precisely regulated electric currents to activate chemical reactions at individual locations across its surface. The research was led by Donhee Ham, the John A. and Elizabeth S. Armstrong Professor of Engineering and Applied Sciences at the John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS).
Em vez de controlar a síntese de DNA com equipamentos laboratoriais convencionais, o chip utiliza correntes elétricas precisamente reguladas para ativar reações químicas em locais individuais espalhados por sua superfície. A pesquisa foi liderada por Donhee Ham, professor titular da cátedra John A. and Elizabeth S. Armstrong de Engenharia e Ciências Aplicadas na John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), de Harvard.
"A defining feature of the chip was precision current injection, which we used to permeabilize neuronal membranes for intracellular access," Ham said. "At a certain point, we wondered whether that same current control could be redirected from cells to molecules – replacing the neuron-facing electrodes with ring-electrode pairs that could localize pH for DNA synthesis. It worked."
"Uma característica definidora do chip era a injeção de corrente de precisão, que usávamos para permeabilizar membranas neuronais e obter acesso intracelular", disse Ham. "Em certo momento, nos perguntamos se esse mesmo controle de corrente poderia ser redirecionado das células para as moléculas — substituindo os eletrodos voltados para os neurônios por pares de eletrodos em anel capazes de localizar o pH para a síntese de DNA. Funcionou."