Vedci z USA vytvorili živých robotov, ktorí dokážu splodiť potomstvo. Ukázalo sa, že organizmy založené na embryonálnych bunkách žaby sú schopné zhromaždiť svoju podobnosť z týchto buniek - predtým bol takýto mechanizmus reprodukcie pozorovaný iba na molekulárnej úrovni. Výskumníci sa chystajú použiť xenobotov na mnoho rôznych úloh, od zberu plastov v oceáne až po regeneratívnu medicínu.
V roku 2020 americkí biológovia z Vermontskej, Taftovej a Harvardskej univerzity vytvorili xenobotov – „živých robotov“. Na tento účel odobrali pluripotentné kmeňové bunky z kože embryí africkej žaby pazúrikovanej (Xenopus laevis) a pestovali ich vo fyziologickom roztoku. Bunky sa spojili do sféroidného organizmu a na vonkajšej vrstve narástli riasinky, ktoré mu pomáhali pohybovať sa.
„Väčšina ľudí považuje roboty za stvorenia vyrobené z kovu a keramiky, ale nejde ani tak o to, z čoho je robot vyrobený, ale o to, čo robí – konať nezávisle v prospech človeka,“ hovorí profesor informatiky a odborník na robotiku Josh Bongard. ., hlavný autor štúdie - V tomto zmysle je to robot, ale je to tiež organizmus vytvorený z geneticky nemodifikovanej žabej bunky."
Teraz tá istá skupina výskumníkov zistila, že ich výtvor je schopný reprodukcie. Vedci opísali tento proces v článku v časopise Proceedings of the National Academy of Siences.
Xenoboty nemajú žiadne neuróny, žiadne reprodukčné, tráviace a iné systémy, po dvoch týždňoch sa prirodzene rozpadajú. "Určite z nich nevyrastú žaby, v skutočnosti si udržia tvar, v akom ich chceme mať," hovorí Bongard. "A vyzerajú a vôbec sa nesprávajú ako obyčajná žaba."
Xenoboty sa tiež nemnožia ako žaby. Zvieratá a rastliny sa môžu rozmnožovať sexuálne (prostredníctvom oplodnenia aj nepohlavne) a nepohlavne, zatiaľ čo xenoboty sa uchyľujú ku kinematickej sebareplikácii, ktorá sa predtým v organizmoch nepozorovala – iba v molekulách. Pri sebareplikácii používajú xenoboty látky v prostredí na vytváranie svojich kópií.
Koncept samoreprodukujúcich sa zariadení bol navrhnutý už v XNUMX. storočí, ale rozšíril sa až v druhej polovici XNUMX. storočia. V XNUMX. storočí sa rozbehli projekty venované vytváraniu samoreprodukujúcich sa buniek, automatov, robotov a dokonca tovární, ktoré umožnia kolonizáciu Mesiaca a Marsu.
„Kinematická samoreplikácia v molekulách bola, samozrejme, dôležitá na začiatku života Zeme. Nevieme však, či táto forma replikácie, ktorú teraz pozorujeme v skupinách buniek, zohrala nejakú úlohu pri vzniku života,“ hovorí Bongard. Vedci objavili túto vlastnosť xenobotov pozorovaním ich správania v Petriho miske obsahujúcej vodu z jazierka a bunky žabích embryí. Xenoboty sa pohybovali v pohári, zrážali sa s inými bunkami a zhromažďovali ich do kôp. Ak bola hromada dostatočne veľká - asi 50 buniek - vytvorila nového xenobota. "Potomkovia" opakovali správanie "predkov", ale "vnúčatá" už boli príliš slabé a nedokázali sa rozmnožovať.
„Zistili sme, že syntetické mnohobunkové agregáty sa môžu reprodukovať aj kinematicky pohybom a stláčaním disociovaných buniek v prostredí do funkčných vlastných replík,“ píšu vedci. "Táto forma zachovania druhu, ktorá nebola doteraz pozorovaná v žiadnom organizme, nastáva spontánne v priebehu niekoľkých dní a nevyvíja sa tisíce rokov."
„Zarazilo ma to,“ priznáva profesor biológie Michael Levin, spoluautor štúdie. „Žaby majú spôsob rozmnožovania, ktorý bežne používajú, ale ak uvoľníte určité bunky zo zvyšku embrya a dáte im vedieť, ako sa ocitnúť v novom prostredí, nielenže nájdu nový spôsob pohybu, ale zrejme aj nový spôsob reprodukcie."
To, že kinematická sebareplikácia, ktorá nebola predtým pozorovaná ani u rastlín, ani u zvierat, by mohla nastať bez genetickej modifikácie, ukazuje, ako radikálne a rýchlo sa biologické tvory dokážu prispôsobiť a zmeniť v reakcii na svoje prostredie, vysvetľujú vedci.
Simulácie umelej inteligencie ukázali, že ak xenoboty dostanú určitý tvar, ako napríklad postava Pac-Mana, pri replikácii ho budú reprodukovať. Okrem toho sa táto forma ukázala ako najúspešnejšia pre ďalšiu sebareplikáciu – „ústa“ pomohli efektívnejšie zhromaždiť embryonálne bunky do kôpky. Zistilo sa tiež, že xenoboty sú schopné napríklad opravovať elektrické obvody — tento výsledok bol však doteraz získaný aj na základe simulácií a nie na základe skutočného experimentu.
Vedci očakávajú, že xenoboty sa budú dať využiť na rôzne úlohy, od zberu mikroplastov vo vodných útvaroch až po medicínske zásahy – napríklad v prípade, keď je potrebné urýchliť regeneráciu buniek.
Prečítajte si tiež:
- Výskumníci vyvinuli novú metódu vytvárania mäkkých robotov
- Autonómny robot vykonal prvý interný"Yazovu atď"sekcia bez ihiel