Vědci z USA vytvořili živé roboty, kteří dokážou produkovat potomky. Ukázalo se, že organismy založené na žabích embryonálních buňkách dokážou z těchto buněk shromáždit svou podobnost - dříve byl takový mechanismus reprodukce pozorován pouze na molekulární úrovni. Výzkumníci se chystají používat xenoboty pro mnoho různých úkolů, od sběru plastů v oceánu až po regenerativní medicínu.
V roce 2020 vytvořili američtí biologové z univerzit ve Vermontu, Taftu a Harvardu xenoboty – „živé roboty“. K tomu odebrali pluripotentní kmenové buňky z kůže embryí africké žáby drápaté (Xenopus laevis) a pěstovali je ve fyziologickém roztoku. Buňky se spojily do sféroidního organismu a na vnější vrstvě narostly řasinky, které mu pomáhaly pohybovat se.
„Většina lidí si roboty představuje jako stvoření vyrobená z kovu a keramiky, ale nejde ani tak o to, z čeho je robot vyroben, ale o to, co dělá – jednat nezávisle ve prospěch člověka,“ říká profesor informatiky a odborník na robotiku Josh Bongard. ., hlavní autor studie - V tomto smyslu je to robot, ale je to také organismus vytvořený z geneticky nemodifikované žabí buňky."
Nyní stejná skupina výzkumníků zjistila, že jejich výtvor je schopen reprodukce. Vědci tento proces popsali v článku v časopise Proceedings of the National Academy of Siences.
Xenoboti nemají žádné neurony, žádné reprodukční, trávicí a jiné systémy, přirozeně se po dvou týdnech rozpadají. "Rozhodně z nich nevyrostou žáby, ve skutečnosti si udržují tvar, v jakém je chceme mít," říká Bongard. "A vypadají a nechovají se vůbec jako obyčejná žába."
Xenoboti se také nemnoží jako žáby. Zvířata a rostliny se mohou rozmnožovat sexuálně (jak prostřednictvím oplodnění, tak nepohlavně) a nepohlavně, zatímco xenoboti se uchylují ke kinematické sebereplikaci, která dříve u organismů nebyla pozorována – pouze v molekulách. Při sebereplikaci využívají xenoboti látky v prostředí k vytváření svých kopií.
Koncept samoreprodukujících se zařízení byl navržen již v XNUMX. století, ale rozšířil se až ve druhé polovině XNUMX. století. V XNUMX. století byly zahájeny projekty věnované vytváření samoreprodukujících se buněk, automatů, robotů a dokonce i továren, které umožní kolonizaci Měsíce a Marsu.
„Kinematická sebereplikace v molekulách byla samozřejmě důležitá na počátku života Země. Nevíme ale, zda tato forma replikace, kterou nyní pozorujeme ve skupinách buněk, hrála nějakou roli ve vzniku života,“ říká Bongard. Vědci tuto vlastnost xenobotů objevili pozorováním jejich chování v Petriho misce obsahující vodu z jezírka a buňky žabích embryí. Xenoboti se pohybovali v poháru, sráželi se s jinými buňkami a shromažďovali je na hromady. Pokud byla hromada dostatečně velká – asi 50 buněk – vytvořila nového xenobota. "Potomci" opakovali chování "předků", ale "vnoučata" už byla příliš slabá a neschopná reprodukce.
"Zjistili jsme, že syntetické mnohobuněčné agregáty se také mohou kinematicky reprodukovat pohybem a stlačováním disociovaných buněk v prostředí do funkčních vlastních replik," píší vědci. "Tato forma uchování druhu, která nebyla dosud pozorována u žádného organismu, nastává spontánně během několika dnů a nevyvíjí se tisíce let."
"Napadlo mě to," přiznává profesor biologie Michael Levin, spoluautor studie. "Žáby mají způsob rozmnožování, který běžně používají, ale pokud uvolníte určité buňky ze zbytku embrya a dáte jim vědět, jak se ocitnout v novém prostředí, najdou nejen nový způsob pohybu, ale zřejmě i nový způsob reprodukce."
Vědci vysvětlují, že kinematická sebereplikace, která nebyla dříve pozorována u rostlin ani zvířat, by mohla nastat bez genetické modifikace, ukazuje, jak radikálně a rychle se mohou biologickí tvorové přizpůsobit a změnit v reakci na své prostředí.
Simulace umělé inteligence ukázaly, že pokud xenoboti dostanou určitý tvar, jako například postava Pac-Mana, při replikaci jej zreprodukují. Navíc se tato forma ukázala jako nejúspěšnější pro další sebereplikaci – „ústa“ pomohla efektivněji shromáždit embryonální buňky do hromádky. Zjistilo se také, že xenoboti jsou schopni například opravovat elektrické obvody — tento výsledek byl ale zatím získán i na základě simulací, nikoli na reálném experimentu.
Vědci očekávají, že xenoboty bude možné využít pro různé úkoly, od sběru mikroplastů ve vodních plochách až po lékařské zásahy – například v případě, kdy je nutné urychlit regeneraci buněk.
Přečtěte si také:
- Vědci vyvinuli novou metodu vytváření měkkých robotů
- Autonomní robot provedl první interní"Yazovu atd"sekce bez jehel