Komputer DNA, Dokter Masa Depan

DALAM film fiksi sains "Fantastic Voyage" (1966) dikisahkan tim bedah yang diminiaturkan dan kemudian disuntikkan ke dalam aliran darah pasien. Mereka lalu bekerja dalam tubuh.Meski tak mirip benar, kini ada komputer DNA yang mampu mendiagnosis penyakit sekaligus memberi obat. Ehud Shapiro beserta timnya dari Institut Sains Weizmann, Rehovot, Israel, telah membuat komputer DNA ultrakecil yang mampu mendiagnosis dan mengobati kanker tertentu.

Alat, yang saat ini hanya bekerja di dalam tabung reaksi, dalam waktu dekat akan dipakai dalam aplikasi klinis. Kelak komputer biologi tersebut akan menjadi perintis obat- obat cerdas yang menjelajahi tubuh sekaligus membetulkan penyakit di tempatnya.

Logika komputer DNA sama dengan logika komputer pribadi/PC. Keduanya dapat diprogram untuk mengolah masukan tertentu dan menghasilkan luaran yang diharapkan. Perbedaannya, komputer DNA punya kecepatan dan keakuratan perhitungan jauh lebih tinggi.

Komponen penyusun komputer DNA adalah materi genetik yang diketahui urutan basanya. Seperti diketahui bahwa urutan gen secara intrinsik mempunyai kemampuan inheren untuk mengolah informasi layaknya komputer. Oleh karena itu triliunan mesin-mesin biomolekul-yang bekerja dengan ketepatan lebih dari 99,8%-itu, dapat dikemas dalam setetes larutan.

Komputer DNA-menggunakan untai nukleotida sebagai masukan data, dan molekul biologi aktif sebagai luaran data-dapat menghasilkan sistem kendali logis dari proses-proses biologi. Mesin ini bahkan mampu mengerjakan soal-soal matematika.

Komputer beroperasi pada konsentrasi mendekati satu triliun komputer DNA per mikroliter, terdiri dari tiga modul yang dapat diprogram. Modul pertama adalah modul komputasi (otomata molekul stokastik). Modul kedua adalah modul masukan, misalnya kadar mRNA spesifik atau mutasi titik mengatur piranti konsentrasi molekul, dan karenanya probabilitas transisi otomata. Terakhir adalah modul luaran, yang dapat mengendalikan pelepasan molekul DNA untai tunggal pendek.

Komputer DNA memiliki tiga segmen utama yang bekerja otomatis. Segmen pertama bekerja mengindera tingkat senyawa-senyawa abnormal, seperti yang diproduksi sel-sel kanker. Fungsi segmen ini mirip komputer yang dijalankan dengan algoritma sederhana.

Deteksi kanker prostat misalnya. Jika kadar dua molekul mRNA (RNA pembawa pesan, membantu membuat protein dari informasi dalam gen) PPAP2B/fosfatidat fosfatase tipe 2B dan GSTP1/Glutation S-transferase Pi berada pada tingkat di bawah kadar normal, dan kadar mRNA lain (PIM1/onkogen manusia dan HPN/hepsin-protease transmembran) meningkat, di sanalah ada sel-sel kanker prostat.

Saat segment komputasi/ analitik ini "memutuskan" adanya kanker, ia memerintahkan segmen kedua untuk melepas segmen ketiga yang merupakan obat antikanker (berupa DNA antisens).

Segmen kedua menginformasikan piranti keras enzim untuk memotong untai DNA pada daerah yang sudah dikenal di segmen ketiga. Untai tunggal segmen ketiga yang lepas ini menekan aktivitas gen kanker prostat.

Sejauh ini, komputer DNA hanya bekerja dalam batas-batas keseimbangan larutan garam sangat renik. Banyak rintangan yang harus dihadapi sebelum menerapkan untuk penyakit sesungguhnya.