Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pela Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson da Universidade de Harvard fez um avanço no campo da biotecnologia: eles desenvolveram com sucesso um chip de silício à base de água que pode sintetizar DNA controlando com precisão as reações enzimáticas através da corrente. Este resultado foi publicado na revista Nature Electronics em 17 de junho de 2026, proporcionando uma nova maneira de criar DNA mais seguro e ecologicamente correto.

Os chips de silício estão há muito tempo no centro da revolução informática, mas as suas aplicações expandiram-se agora para áreas de ponta, como o registo de neurónios, a sequenciação de ADN e até mesmo o fabrico de ADN. Atualmente, a grande maioria do DNA sintético no mercado utiliza a química da fosfato amida. Embora este método possa gerar sequências de DNA em paralelismo em larga escala, o seu processo de produção depende fortemente de solventes orgânicos perigosos e é frequentemente concentrado em grandes instalações. Em contraste, o processo de síntese enzimática adoptado pela equipa da Universidade de Harvard desta vez está mais próximo da forma natural como os organismos vivos constroem o ADN e tem um elevado grau de vantagens de protecção ambiental.

O chip de silício desenvolvido desta vez pode sintetizar simultaneamente 64 sequências de DNA diferentes, cada uma das quais pode ter até 39 nucleotídeos de comprimento, estabelecendo um novo recorde de referência para a síntese enzimática de DNA paralela. O princípio de funcionamento da tecnologia faz uso inteligente da corrente elétrica: 64 locais de síntese de DNA estão integrados na superfície do chip, cada um equipado com um par de eletrodos de anel concêntrico. Quando é necessário adicionar nucleotídeos, o chip injeta corrente através do eletrodo interno para gerar prótons ao redor da cadeia de DNA para diminuir o valor do pH, iniciando assim a reação enzimática; ao mesmo tempo, o eletrodo externo consome simultaneamente os prótons em difusão para evitar que o ambiente ácido se espalhe para áreas adjacentes, garantindo um controle preciso do processo de síntese.

Woo-Bin Jung, membro da equipe de pesquisa e atualmente professor assistente na Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang (POSTECH), disse que esta tecnologia foi inspirada em chips de eletrodos que foram usados ​​anteriormente para registrar a atividade dos neurônios. Ao redesenhar os eletrodos de superfície, os pesquisadores transformaram sua função de manipulação de células em controle direcional de síntese molecular. Além disso, os investigadores também codificaram com sucesso 169 bytes de texto através do chip, demonstrando o seu potencial de aplicação no campo do armazenamento de dados de ADN e estabelecendo as bases para a futura produção de ADN em grande escala e com baixa poluição.

Embora a pesquisa tenha encontrado limitações em experimentos de matrizes de alta densidade em tamanhos menores, os cientistas descobriram que isso era limitado principalmente pelo atual mecanismo de reação química de desproteção, e não pelas capacidades de controle eletrônico do próprio chip. Esta descoberta aponta o caminho para pesquisas futuras desenvolverem técnicas químicas mais diretas para desproteção induzida por ácido. Este projecto reúne as forças de investigação da Universidade de Harvard, do Broad Institute, do DNA Script e de outras partes, e espera-se que tenha um impacto profundo nas áreas da biologia sintética, diagnóstico médico e armazenamento digital de informação no futuro.