アメリカの科学者たちは、子孫を残すことができる生きたロボットを作成しました。 カエルの胚細胞に基づく生物は、これらの細胞からその類似性を収集できることが判明しました。以前は、そのような生殖メカニズムは分子レベルでのみ観察されていました。 研究者は、海洋でのプラスチックの収集から再生医療まで、さまざまなタスクにゼノボットを使用する予定です。
2020 年、バーモント大学、タフト大学、ハーバード大学のアメリカの生物学者が、「生きているロボット」であるゼノボットを作成しました。 これを行うために、彼らはアフリカツメガエル (Xenopus laevis) の胚の皮膚から多能性幹細胞を取り出し、それらを生理食塩水中で成長させました。 細胞は球状生物に融合し、外層で繊毛を成長させ、それが動くのを助けました.
「ほとんどの人は、ロボットを金属とセラミックでできた生き物と考えていますが、ロボットが何でできているかではなく、何をするか、つまり人間の利益のために独立して行動することが重要です」と、コンピュータ サイエンスの教授でロボット工学の専門家である Josh Bongard 氏は述べています。 . , 研究の筆頭著者 — その意味では、それはロボットですが、遺伝子組み換えされていないカエルの細胞から作成された生物でもあります.」
今回、同じ研究者グループは、彼らの創造物が複製可能であることを発見しました。科学者らはこのプロセスについて、雑誌『米国科学アカデミー紀要』の記事で説明した。ces.
Xenobots にはニューロン、生殖、消化、その他のシステムがなく、 週間後に自然に崩壊します。 「彼らは間違いなくカエルに成長するのではなく、実際に私たちが望む形を保ちます」とボンガードは言います. 「そして、彼らは普通のカエルのように見えたり行動したりしません。」
ゼノボットもカエルのように繁殖しません。 動物や植物は、有性生殖 (受精と無性生殖の両方) と無性生殖を行うことができますが、ゼノボットは、これまで生物では観察されなかった運動学的自己複製に頼っています。 自己複製では、ゼノボットは環境内の物質を使用して自分自身のコピーを作成します。
自己複製デバイスの概念は、 世紀にはすでに提案されていましたが、 世紀後半になってようやく普及しました。 世紀になると、月と火星への植民地化を可能にする自己再生細胞、オートマトン、ロボット、さらには工場の作成に専念するプロジェクトが開始されました。
「もちろん、分子の運動学的自己複製は、地球の生命の初期において重要でした。 しかし、現在細胞のグループで観察されているこの形の複製が、生命の起源に何らかの役割を果たしたかどうかはわかりません」とボンガードは言います. 科学者たちは、池の水とカエルの胚の細胞を入れたペトリ皿でゼノボットの行動を観察することにより、ゼノボットのこの特性を発見しました。 ゼノボットはカップの中を動き回り、他の細胞と衝突し、それらを山に集めました。 積み上げが十分に大きければ (約 50 セル)、新しいゼノボットが形成されました。 「子孫」は「先祖」の行動を繰り返したが、「孫」はすでに弱体化し、繁殖することができなかった。
「合成多細胞凝集体は、環境内の解離した細胞を動かして圧縮し、機能的な自己複製にすることで、運動学的に自己複製できることも発見しました」と科学者は書いています。 「これまでどの生物にも見られなかったこの種の保存形態は、数日以内に自然に起こり、何千年もかけて発達することはありません。」
「それは私を驚かせました」と、この研究の共著者である生物学教授のマイケル・レビンは認めています。 「カエルには通常使用する生殖方法がありますが、胚の残りの部分から特定の細胞を解放し、新しい環境で自分自身を見つける方法をカエルに知らせると、カエルは新しい移動方法を見つけるだけでなく、明らかに新しい繁殖方法。」
植物でも動物でもこれまで観察されたことのない運動学的自己複製は、遺伝子組み換えなしで発生する可能性があり、生物学的生物が環境に応じていかに根本的かつ迅速に適応し、変化できるかを示している、と研究者は説明しています。
人工知能のシミュレーションでは、ゼノボットにパックマンのキャラクターなどの特定の形状を与えると、複製時にそれを再現することが示されています。 さらに、この形態は、さらなる自己複製に最も成功していることが判明しました。「口」は、胚細胞をより効率的に山に集めるのに役立ちました。 また、ゼノボットは例えば電気回路を修復できることも判明しましたが、これまでのところ、この結果は実際の実験ではなくシミュレーションに基づいて得られたものです。
科学者たちは、ゼノボットが、水域のマイクロプラスチックの収集から医療介入まで、さまざまなタスクに使用できるようになることを期待しています。たとえば、細胞の再生を加速する必要がある場合などです。
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