Znanstvenici iz SAD-a stvorili su žive robote koji mogu proizvoditi potomstvo. Pokazalo se da organizmi koji se temelje na stanicama žabljeg embrija mogu prikupiti svoju sličnost iz tih stanica - prije je takav mehanizam reprodukcije promatran samo na molekularnoj razini. Istraživači će koristiti ksenobote za mnoge različite zadatke, od skupljanja plastike u oceanu do regenerativne medicine.
Godine 2020. američki biolozi sa sveučilišta Vermont, Taft i Harvard stvorili su ksenobote – “žive robote”. Da bi to učinili, uzeli su pluripotentne matične stanice iz kože embrija afričke žabe s kandžama (Xenopus laevis) i uzgojili ih u slanoj otopini. Stanice su se spojile u sferoidni organizam, s cilijama na vanjskom sloju koje su mu pomogle u kretanju.
"Većina ljudi misli o robotima kao o bićima napravljenim od metala i keramike, ali nije toliko važno od čega je robot napravljen, već što radi - djeluje neovisno za dobrobit čovjeka", kaže profesor informatike i stručnjak za robotiku Josh Bongard ., vodeći autor studije — U tom smislu, to je robot, ali također i organizam stvoren od genetski nemodificirane stanice žabe."
Sada je ista skupina istraživača otkrila da je njihova kreacija sposobna za reprodukciju. Znanstvenici su ovaj proces opisali u članku u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ksenoboti nemaju neurone, nemaju reproduktivni, probavni i druge sustave, prirodno se raspadaju nakon dva tjedna. "One definitivno ne izrastaju u žabe, one zapravo zadržavaju oblik u kojem želimo da budu", kaže Bongard. "I izgledaju i ne ponašaju se nimalo kao obične žabe."
Ni ksenoboti se ne razmnožavaju kao žabe. Životinje i biljke mogu se razmnožavati spolno (i oplodnjom i nespolno) i nespolno, dok ksenoboti pribjegavaju kinematičkoj samoreplikaciji, što ranije nije bilo uočeno u organizmima - samo u molekulama. U samoreplikaciji, ksenoboti koriste tvari u okolišu kako bi stvorili svoje kopije.
Koncept samoreplicirajućih uređaja predložen je još u XNUMX. stoljeću, ali je postao raširen tek u drugoj polovici XNUMX. stoljeća. U XNUMX. stoljeću pokrenuti su projekti posvećeni stvaranju samoreproduktivnih stanica, automata, robota, pa čak i tvornica koje će omogućiti kolonizaciju Mjeseca i Marsa.
“Kinematička samoreplikacija u molekulama bila je, naravno, važna rano u životu Zemlje. Ali ne znamo je li ovaj oblik replikacije, koji sada promatramo u skupinama stanica, igrao ikakvu ulogu u nastanku života," kaže Bongard. Znanstvenici su otkrili ovo svojstvo ksenobota promatrajući njihovo ponašanje u Petrijevoj zdjelici koja sadrži vodu iz jezerca i stanice žabljih embrija. Ksenoboti su se kretali u šalici, sudarajući se s drugim stanicama i skupljajući ih u hrpe. Ako je hrpa bila dovoljno velika - oko 50 stanica - formirala je novog ksenobota. "Potomstvo" je ponovilo ponašanje "predaka", ali "unuci" su već bili preslabi i nesposobni za reprodukciju.
"Otkrili smo da se sintetski višestanični agregati također mogu reproducirati kinematički pomicanjem i kompresijom disociranih stanica u okolišu u funkcionalne samoreplike", pišu znanstvenici. "Ovaj oblik očuvanja vrste, koji dosad nije primijećen ni u jednom organizmu, događa se spontano unutar nekoliko dana, a ne razvija se tijekom tisuća godina."
"To me pogodilo", priznaje profesor biologije Michael Levin, koautor studije. "Žabe imaju način razmnožavanja koji inače koriste, ali ako oslobodite određene stanice od ostatka embrija i date im do znanja kako se naći u novom okruženju, one ne samo da pronalaze novi način kretanja, nego očito i novi način reprodukcije."
Da bi se kinematička samoreplikacija, koja dosad nije primijećena ni kod biljaka ni kod životinja, mogla dogoditi bez genetske modifikacije, pokazuje koliko se radikalno i brzo biološka stvorenja mogu prilagoditi i promijeniti kao odgovor na svoju okolinu, objašnjavaju istraživači.
Simulacije umjetne inteligencije pokazale su da ako se ksenobotima da određeni oblik, poput lika Pac-Mana, oni će ga reproducirati prilikom repliciranja. Osim toga, ovaj se oblik pokazao najuspješnijim za daljnju samoreplikaciju - "usta" su pomogla da se embrionalne stanice učinkovitije skupe na hrpu. Također je utvrđeno da su ksenoboti sposobni, primjerice, popravljati električne krugove — ali do sada je i taj rezultat dobiven na temelju simulacija, a ne na stvarnom eksperimentu.
Znanstvenici očekuju da će se ksenoboti moći koristiti za različite zadatke, od skupljanja mikroplastike u vodenim tijelima do medicinskih intervencija – primjerice, u slučaju kada je potrebno ubrzati regeneraciju stanica.
Pročitajte također:
- Istraživači su razvili novu metodu stvaranja mekih robota
- Autonomni robot izveo je prvi interni'Yazovu itd'ekcija bez igala