Перші роботи (ксеноботы) з живих клітин використовують клітини жаби

Первые роботы (ксеноботы) из живых клеток используют клетки лягушки

При звичайних обставини стовбурові клітини жаб’ячих ембріонів стали б шкірою і серцевої тканиною живих істот, проте прогрес наукового знання перетворив їх у перше в історії живих роботів.

Вчені з Університету Вермонта з допомогою особливих алгоритмів модифікували стовбурові клітини жаби і створили з них перших «ксеноботов» – згустки клітин, здатні до самоорганізації і навіть до транспортування дрібних вантажів. Ці колонії 500-1000 клітин не схожі ні на один живе організм або природно функціонуючий орган. В той же час вони несхожі на традиційних роботів – це живі, але програмовані організми.

Можливість конструювати живі керовані машини, здатні виконувати різні завдання, від доставки ліків до очищення навколишнього середовища, представляється воістину революційною.

Для створення ксеноботов потрібно суперкомп’ютер і алгоритм, який збирає в потрібній конфігурації сотні серцевих клітин і тканин шкіри і симулює результат роботи такого живого конструктора. Найменш вдалі конфігурації вчені, що беруть участь в експерименті, відбракували, кращі зберегли і вдосконалили, використовуючи для маніпуляцій з клітинами африканської жаби Xenopus laevis мікроскопічні пінцети і електрод.

В одній з конфігурацій вченими було передбачено отвір в центрі згустку для зменшення опору при русі. Під час експерименту з’ясувалося, що його можна використовувати для прикріплення до ксеноботу вантажів для транспортування.

Після завершення збирання тканини біороботів почали діяти по запрограмованому сценарієм: шкірні клітини почали групуватися, а серцеві забезпечили рухову функцію. У водному середовищі в чашці Петрі ці живі машини можуть рухатися до тижня без потреби в поживних речовинах – їх енергетичний запас закладений природою у формі ліпідів і білків.

Вчені кажуть, що цей експеримент дає безцінний досвід пізнання, яким чином клітини взаємодіють і обмінюються інформацією:

«З точки зору геному, це жаба. 100% ДНК ксенобота відповідає жабі, але це не жаба. Виникає питання – що ще можна побудувати з таких клітин? – говорить біолог Майкл Левін. – Цей експеримент показує нам, що жаб’ячі клітини можуть утворювати живі форми, які не мають нічого спільного з тим, що в них закладено анатомічно».

Тим не менш, живими цих роботів можна назвати тільки умовно – вони не здатні розвиватися, не мають репродуктивної функції і не можуть розмножуватися без волі людини, і, вичерпавши весь ресурс поживних речовин, вони перетворюються в грудочки відмерлих клітин (100-процентна біодеградацію є очевидною перевагою біологічних роботів перед металевими або пластиковими роботами).

Поки що рівень розвитку ксеноботов здається абсолютно нешкідливим, але в майбутньому їх можуть збагатити і нервовими клітинами або взагалі перетворити в нову форму біологічної зброї.

При звичайних обставини стовбурові клітини жаб’ячих ембріонів стали б шкірою і серцевої тканиною живих істот, проте прогрес наукового знання перетворив їх у перше в історії живих роботів.

Вчені з Університету Вермонта з допомогою особливих алгоритмів модифікували стовбурові клітини жаби і створили з них перших «ксеноботов» – згустки клітин, здатні до самоорганізації і навіть до транспортування дрібних вантажів. Ці колонії 500-1000 клітин не схожі ні на один живе організм або природно функціонуючий орган. В той же час вони несхожі на традиційних роботів – це живі, але програмовані організми.

Можливість конструювати живі керовані машини, здатні виконувати різні завдання, від доставки ліків до очищення навколишнього середовища, представляється воістину революційною.

Для створення ксеноботов потрібно суперкомп’ютер і алгоритм, який збирає в потрібній конфігурації сотні серцевих клітин і тканин шкіри і симулює результат роботи такого живого конструктора. Найменш вдалі конфігурації вчені, що беруть участь в експерименті, відбракували, кращі зберегли і вдосконалили, використовуючи для маніпуляцій з клітинами африканської жаби Xenopus laevis мікроскопічні пінцети і електрод.

В одній з конфігурацій вченими було передбачено отвір в центрі згустку для зменшення опору при русі. Під час експерименту з’ясувалося, що його можна використовувати для прикріплення до ксеноботу вантажів для транспортування.

Після завершення збирання тканини біороботів почали діяти по запрограмованому сценарієм: шкірні клітини почали групуватися, а серцеві забезпечили рухову функцію. У водному середовищі в чашці Петрі ці живі машини можуть рухатися до тижня без потреби в поживних речовинах – їх енергетичний запас закладений природою у формі ліпідів і білків.

Вчені кажуть, що цей експеримент дає безцінний досвід пізнання, яким чином клітини взаємодіють і обмінюються інформацією:

«З точки зору геному, це жаба. 100% ДНК ксенобота відповідає жабі, але це не жаба. Виникає питання – що ще можна побудувати з таких клітин? – говорить біолог Майкл Левін. – Цей експеримент показує нам, що жаб’ячі клітини можуть утворювати живі форми, які не мають нічого спільного з тим, що в них закладено анатомічно».

Тим не менш, живими цих роботів можна назвати тільки умовно – вони не здатні розвиватися, не мають репродуктивної функції і не можуть розмножуватися без волі людини, і, вичерпавши весь ресурс поживних речовин, вони перетворюються в грудочки відмерлих клітин (100-процентна біодеградацію є очевидною перевагою біологічних роботів перед металевими або пластиковими роботами).

Поки що рівень розвитку ксеноботов здається абсолютно нешкідливим, але в майбутньому їх можуть збагатити і нервовими клітинами або взагалі перетворити в нову форму біологічної зброї.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *