Colônias de bactérias agora podem somar sinais e direcioná-los, à maneira de um circuito eletrônico, mas vivo.
Para isso, pesquisadores do MIT modificaram a bactéria Pantoea agglomerans, comum especialmente em plantas. O estudo foi publicado em 17 de agosto de 2026 na Nature Chemical Biology.
Para entender, um transistor eletrônico funciona como um interruptor que controla a passagem de uma corrente. Aqui, nenhuma corrente elétrica circula entre as colônias de bactérias. Duas cepas bacterianas desempenham, em vez disso, o papel de interruptores químicos. De acordo com as moléculas que detectam, elas produzem ou não outra molécula que serve como sinal.
Colônias de bactérias modificadas são dispostas em um meio de cultura para formar circuitos biológicos cuja função depende de sua organização espacial.
Crédito: pesquisadores do MIT, imagem editada pelo MIT News
Três outras cepas servem como relés. Elas recebem um sinal químico, convertem-no e depois o transmitem para a etapa seguinte. Os pesquisadores dispõem aqui de cinco cepas de células, e é apenas sua organização espacial que determina o "cálculo" realizado.
Na demonstração, as colônias são dispostas por impressão sobre ágar, um meio gelificado onde as bactérias podem se desenvolver. Elas ficam espaçadas em cerca de 5 mm. Essa distância limita a difusão das moléculas em direção às colônias vizinhas. A informação pode então seguir o caminho previsto pelos pesquisadores, de relé em relé.
Alterando simplesmente a disposição das cinco cepas, a equipe realizou várias operações lógicas. Algumas montagens somam duas ou três entradas. Outra direciona um sinal recebido para um destino escolhido. O circuito que soma duas entradas compreende 24 colônias bacterianas conectadas quimicamente.
A comparação com um chip eletrônico, contudo, tem suas limitações. Uma operação leva cerca de oito horas, contra um tempo ínfimo em um computador. Portanto, o método evidentemente não se destina a substituir os processadores: seu interesse está na possibilidade de integrar diretamente decisões simples a sistemas vivos.
Uma aplicação prevista diz respeito à agricultura. Bactérias colocadas nas raízes ou nas folhas poderiam detectar vários sinais de estresse e, então, desencadear uma resposta adequada. Os pesquisadores citam, por exemplo, a produção de um produto contra fungos quando determinadas condições são atendidas.
Essa arquitetura permite sobretudo modificar o comportamento do circuito deslocando cepas já existentes, em vez de reescrever o genoma das bactérias. As próximas pesquisas deverão transformar essas demonstrações em meio de cultura em sistemas capazes de funcionar de forma duradoura em ambientes biológicos reais.