Des scientifiques américains ont créé des robots vivants capables de produire une progéniture. Les organismes basés sur des cellules embryonnaires de grenouilles se sont avérés capables de collecter leur ressemblance à partir de ces cellules - auparavant, un tel mécanisme de reproduction n'était observé qu'au niveau moléculaire. Les chercheurs vont utiliser des xénobots pour de nombreuses tâches différentes, de la collecte de plastique dans l'océan à la médecine régénérative.
En 2020, des biologistes américains des universités du Vermont, de Taft et de Harvard ont créé des xénobots - des "robots vivants". Pour ce faire, ils ont prélevé des cellules souches pluripotentes de la peau d'embryons de grenouille africaine à griffes (Xenopus laevis) et les ont cultivées dans une solution saline. Les cellules ont fusionné en un organisme sphéroïde, faisant pousser des cils sur la couche externe qui l'ont aidé à se déplacer.
"La plupart des gens pensent que les robots sont des créatures faites de métal et de céramique, mais ce n'est pas tant ce dont le robot est fait, mais ce qu'il fait - agir de manière indépendante au profit d'un humain", explique Josh Bongard, professeur d'informatique et expert en robotique. . , auteur principal de l'étude — En ce sens, c'est un robot, mais c'est aussi un organisme créé à partir d'une cellule de grenouille non génétiquement modifiée."
Aujourd'hui, le même groupe de chercheurs a découvert que leur création est capable de se reproduire. Les scientifiques ont décrit ce processus dans un article paru dans la revue Proceedings of the National Academy of Scien.ces.
Les xénobots n'ont pas de neurones, pas de systèmes reproducteurs, digestifs et autres, ils se désintègrent naturellement au bout de deux semaines. "Ils ne deviennent certainement pas des grenouilles, ils gardent en fait la forme dans laquelle nous voulons qu'ils soient", explique Bongard. "Et ils ne ressemblent pas et ne se comportent pas du tout comme une grenouille ordinaire."
Les xénobots ne se reproduisent pas non plus comme les grenouilles. Les animaux et les plantes peuvent se reproduire sexuellement (à la fois par fécondation et de manière asexuée) et de manière asexuée, tandis que les xénobots ont recours à l'auto-réplication cinématique, qui n'était auparavant pas observée dans les organismes - uniquement dans les molécules. Dans l'auto-réplication, les xénobots utilisent des substances dans l'environnement pour créer des copies d'eux-mêmes.
Le concept de dispositifs auto-répliquants a été proposé dès le XNUMXe siècle, mais ne s'est répandu que dans la seconde moitié du XNUMXe siècle. Au XNUMXème siècle, des projets dédiés à la création de cellules autoreproductrices, d'automates, de robots, voire d'usines qui permettront la colonisation de la Lune et de Mars ont été lancés.
«L'auto-réplication cinématique dans les molécules était, bien sûr, importante au début de la vie terrestre. Mais nous ne savons pas si cette forme de réplication, que nous observons maintenant dans des groupes de cellules, a joué un rôle dans l'origine de la vie", explique Bongard. Les scientifiques ont découvert cette propriété des xénobots en observant leur comportement dans une boîte de Pétri contenant de l'eau d'un étang et des cellules d'embryons de grenouilles. Les xénobots se déplaçaient dans la tasse, entrant en collision avec d'autres cellules et les rassemblant en tas. Si la pile était assez grande - environ 50 cellules - elle formait un nouveau xenobot. La "progéniture" répétait le comportement des "ancêtres", mais les "petits-enfants" étaient déjà trop faibles et incapables de se reproduire.
"Nous avons découvert que les agrégats multicellulaires synthétiques peuvent également se reproduire cinématiquement en déplaçant et en comprimant les cellules dissociées de l'environnement en auto-répliques fonctionnelles", écrivent les scientifiques. "Cette forme de préservation de l'espèce, qui n'a été observée auparavant dans aucun organisme, se produit spontanément en quelques jours et ne se développe pas sur des milliers d'années."
"Cela m'a frappé", admet le professeur de biologie Michael Levin, co-auteur de l'étude. "Les grenouilles ont un mode de reproduction qu'elles utilisent normalement, mais si vous libérez certaines cellules du reste de l'embryon et leur faites savoir comment se retrouver dans un nouvel environnement, elles trouvent non seulement une nouvelle façon de se déplacer, mais apparemment une nouvelle façon de se reproduire."
Cette auto-réplication cinématique, qui n'a jamais été observée auparavant chez les plantes ou les animaux, pourrait se produire sans modification génétique démontre à quel point les créatures biologiques peuvent s'adapter et changer radicalement et rapidement en réponse à leur environnement, expliquent les chercheurs.
Des simulations d'intelligence artificielle ont montré que si les xénobots reçoivent une certaine forme, comme un personnage de Pac-Man, ils la reproduiront lors de la réplication. De plus, cette forme s'est avérée être la plus efficace pour une auto-réplication ultérieure - la "bouche" a aidé à rassembler plus efficacement les cellules embryonnaires en un tas. Il a également été constaté que les xénobots sont capables, par exemple, de réparer des circuits électriques — mais jusqu'à présent, ce résultat a également été obtenu sur la base de simulations, et non sur une expérience réelle.
Les scientifiques s'attendent à ce que les xénobots puissent être utilisés pour diverses tâches, de la collecte de microplastiques dans les plans d'eau aux interventions médicales - par exemple, dans le cas où il est nécessaire d'accélérer la régénération cellulaire.
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