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Projeto

EXA-1642: Cápsula molecular do tempo: utilizando o DNA de um inimigo recente para deixar uma mensagem para o futuro

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EXA

Ciências Exatas e da Terra

Sub-categoria

Ciência da Computação

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ícone Autoria Emily Isabelle de Oliveira Ramos, Arthur Vinícius dos Santos Oliveira
ícone Orientação Roberto Alexandre Alves Barbosa Filho, Piatã de Melo Gurgel
ícone Instituição Colégio Militar de Manaus
ícone Etapa Finalista

Resumo

Os coronavírus constituem um grupo diversificado de vírus de RNA que infectam muitos animais diferentes e podem causar infecções respiratórias em humanos. No final de 2019, um novo coronavírus designado como SARS-CoV-2 surgiu na cidade de Wuhan, China, e causou a pandemia que vivenciamos até os dias atuais. O SARS-CoV-2 tem um genoma organizado em genes que codificam proteínas estruturais - espícula (S), envelope (E), membrana (M) e nucleocapsídeo (N) - e proteínas não estruturais (Nsps), além de sofrer frequentes mutações, que podem levar ao surgimento de novas variantes atualmente classificadas pela OMS como VOI (variant of interest), dotadas de mutações que podem aumentar a transmissão comunitária, ou VOC (variant of concern), que possuem mutações associadas ao aumento da transmissibilidade e virulência. Considerando que as bases nitrogenadas podem ser utilizadas para armazenar informações da mesma forma que o código binário de computador, o presente trabalho teve por objetivo desenvolver um sistema de armazenamento de dados baseado em bibliotecas da linguagem Python (csv, numpy, tkinter, base64, uu, Biopython, OS e Pandas), que possa codificar arquivos nos formatos txt, csv, mp4, jpg e pdf em sequências do gene S das VOCs de SARS-COV-2 convertidas em DNA (tendo em vista que o DNA possui maior estabilidade se comparado ao RNA, possuindo meia vida de 521 anos). O algoritmo foi desenvolvido com sucesso e então utilizado na gravação de um arquivo de vídeo de 20 MB, contendo uma mensagem para uma civilização futura de aproximadamente 1000 anos, contendo informações da sociedade atual e questionamentos sobre a sociedade futura. Foi gerada uma sequência de DNA hipotética de gene S, correspondente ao vídeo. Esperamos poder concluir o desenvolvimento do algoritmo, implementando a conversão de arquivos .csv, além de sintetizar a molécula de DNA gerada pelo algoritmo para poder materializar a cápsula molecular.

Palavras-chave: SARS-CoV-2, DNA, Armazenamento

Foto do projeto