Cientistas dos EUA criaram robôs vivos que podem produzir descendentes. Organismos baseados em células embrionárias de sapo acabaram sendo capazes de coletar sua semelhança dessas células - anteriormente, esse mecanismo de reprodução era observado apenas no nível molecular. Os pesquisadores vão usar xenobots para muitas tarefas diferentes, desde a coleta de plástico no oceano até a medicina regenerativa.
Em 2020, biólogos americanos das universidades de Vermont, Taft e Harvard criaram xenobots - "robôs vivos". Para isso, eles retiraram células-tronco pluripotentes da pele de embriões da rã-de-unha-africana (Xenopus laevis) e as cultivaram em solução salina. As células fundiram-se em um organismo esferóide, desenvolvendo cílios na camada externa que o ajudaram a se mover.
"A maioria das pessoas pensa em robôs como criaturas feitas de metal e cerâmica, mas não é tanto do que o robô é feito, mas o que ele faz - agir de forma independente para o benefício de um ser humano", diz o professor de ciência da computação e especialista em robótica Josh Bongard. . , principal autor do estudo - Nesse sentido, é um robô, mas também é um organismo criado a partir de uma célula de sapo não geneticamente modificada."
Agora, o mesmo grupo de pesquisadores descobriu que sua criação é capaz de se reproduzir. Os cientistas descreveram esse processo em um artigo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Scien.ces.
Os xenobots não têm neurônios, nem sistemas reprodutivos, digestivos e outros, eles se desintegram naturalmente após duas semanas. "Eles definitivamente não se transformam em sapos, eles realmente mantêm a forma que queremos que eles tenham", diz Bongard. "E eles não se parecem e se comportam como um sapo comum."
Xenobots também não se reproduzem como sapos. Animais e plantas podem se reproduzir sexualmente (tanto por fertilização quanto assexuadamente) e assexuadamente, enquanto os xenobots recorrem à autorreplicação cinemática, que antes não era observada em organismos - apenas em moléculas. Na auto-replicação, os xenobots usam substâncias do ambiente para criar cópias de si mesmos.
O conceito de dispositivos auto-replicantes foi proposto no início do século XIX, mas tornou-se difundido apenas na segunda metade do século XX. No século XNUMX, foram lançados projetos dedicados à criação de células auto-reprodutoras, autômatos, robôs e até fábricas que permitirão a colonização da Lua e de Marte.
“A auto-replicação cinemática em moléculas foi, obviamente, importante no início da vida da Terra. Mas não sabemos se essa forma de replicação, que agora observamos em grupos de células, desempenhou algum papel na origem da vida", diz Bongard. Os cientistas descobriram essa propriedade dos xenobots observando seu comportamento em uma placa de Petri contendo água de um lago e células de embriões de sapo. Os xenobots se moveram no copo, colidindo com outras células e reunindo-as em pilhas. Se a pilha fosse grande o suficiente – cerca de 50 células – formava um novo xenobot. A "descendência" repetiu o comportamento dos "ancestrais", mas os "netos" já estavam muito fracos e incapazes de se reproduzir.
“Descobrimos que agregados multicelulares sintéticos também podem se reproduzir cinematicamente, movendo e comprimindo células dissociadas no ambiente em auto-réplicas funcionais”, escrevem os cientistas. “Essa forma de preservação da espécie, que não havia sido observada antes em nenhum organismo, ocorre espontaneamente em poucos dias e não se desenvolve ao longo de milhares de anos”.
"Isso me impressionou", admite o professor de biologia Michael Levin, co-autor do estudo. "Os sapos têm um modo de reprodução que normalmente usam, mas se você liberar certas células do resto do embrião e deixá-los saber como se encontrar em um novo ambiente, eles não apenas encontrarão uma nova maneira de se mover, mas aparentemente um nova maneira de se reproduzir."
Essa auto-replicação cinemática, que não havia sido observada anteriormente em plantas ou animais, poderia ocorrer sem modificação genética demonstra quão radical e rapidamente as criaturas biológicas podem se adaptar e mudar em resposta ao seu ambiente, explicam os pesquisadores.
Simulações de inteligência artificial mostraram que, se os xenobots receberem uma certa forma, como um personagem do Pac-Man, eles o reproduzirão ao se replicar. Além disso, essa forma acabou sendo a mais bem-sucedida para auto-replicação posterior - a "boca" ajudou a reunir as células embrionárias em uma pilha com mais eficiência. Também foi descoberto que os xenobots são capazes, por exemplo, de reparar circuitos elétricos — mas até agora esse resultado também foi obtido com base em simulações, e não em um experimento real.
Os cientistas esperam que os xenobots possam ser usados para várias tarefas, desde a coleta de microplásticos em corpos d'água até intervenções médicas - por exemplo, no caso em que é necessário acelerar a regeneração celular.
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