Домой » Государство » Первые роботы (ксеноботы) из живых клеток используют клетки лягушки

Первые роботы (ксеноботы) из живых клеток используют клетки лягушки

Первые роботы (ксеноботы) из живых клеток используют клетки лягушки

При обычных обстоятельства стволовые клетки лягушачьих эмбрионов стали бы кожей и сердечной тканью живых существ, однако прогресс научного знания превратил их в первых в истории живых роботов.

Ученые из Университета Вермонта с помощью особых алгоритмов модифицировали стволовые клетки лягушки и создали из них первых «ксеноботов» – сгустки клеток, способные к самоорганизации и даже к транспортировке мельчайших грузов. Эти колонии из 500-1000 клеток не похожи ни на один живущий организм или естественно функционирующий орган. В то же время они непохожи на традиционных роботов – это живые, но программируемые организмы.

Возможность конструировать живые управляемые машины, способные выполнять различные задания, от доставки лекарств до очистки окружающей среды, представляется поистине революционной.

Для создания ксеноботов требуется суперкомпьютер и алгоритм, который собирает в нужной конфигурации сотни клеток сердечных и кожных тканей и симулирует результат работы такого живого конструктора. Наименее удачные конфигурации ученые, участвующие в эксперименте, отбраковали, лучшие сохранили и усовершенствовали, используя для манипуляций с клетками африканской лягушки Xenopus laevis микроскопические пинцеты и электрод.

В одной из конфигураций учеными было предусмотрено отверстие в центре сгустка для уменьшения сопротивления при движении. При эксперименте выяснилось, что его можно использовать для прикрепления к ксеноботу грузов для транспортировки.

После завершения сборки ткани биороботов начали действовать по запрограммированному сценарию: кожные клетки начали группироваться, а сердечные обеспечили двигательную функцию. В водной среде в чашке Петри эти живые машины могут двигаться до недели без потребности в питательных веществах – их энергетический запас заложен природой в форме липидов и белков.

Ученые говорят, что этот эксперимент дает бесценный опыт познания, каким образом клетки взаимодействуют и обмениваются информацией:

«С точки зрения генома, это лягушка. 100% ДНК ксенобота соответствует лягушке, но это не лягушка. Возникает вопрос – что еще можно построить из таких клеток? — говорит биолог Майкл Левин. — Этот эксперимент показывает нам, что лягушачьи клетки могут образовывать живые формы, не имеющие ничего общего с тем, что в них заложено анатомически».

Тем не менее, живыми этих роботов можно назвать только условно – они не способны развиваться, не имеют репродуктивной функции и не могут размножаться без воли человека, и, исчерпав весь ресурс питательных веществ, они превращаются в комочки отмерших клеток (100-процентная биоразлагаемость является очевидным преимуществом биологических роботов перед металлическими или пластиковыми роботами).

Пока что уровень развития ксеноботов кажется совершенно безобидным, но в будущем их могут обогатить и нервными клетками или вообще превратить в новую форму биологического оружия.

Источник новости

При обычных обстоятельства стволовые клетки лягушачьих эмбрионов стали бы кожей и сердечной тканью живых существ, однако прогресс научного знания превратил их в первых в истории живых роботов.

Ученые из Университета Вермонта с помощью особых алгоритмов модифицировали стволовые клетки лягушки и создали из них первых «ксеноботов» – сгустки клеток, способные к самоорганизации и даже к транспортировке мельчайших грузов. Эти колонии из 500-1000 клеток не похожи ни на один живущий организм или естественно функционирующий орган. В то же время они непохожи на традиционных роботов – это живые, но программируемые организмы.

Возможность конструировать живые управляемые машины, способные выполнять различные задания, от доставки лекарств до очистки окружающей среды, представляется поистине революционной.

Для создания ксеноботов требуется суперкомпьютер и алгоритм, который собирает в нужной конфигурации сотни клеток сердечных и кожных тканей и симулирует результат работы такого живого конструктора. Наименее удачные конфигурации ученые, участвующие в эксперименте, отбраковали, лучшие сохранили и усовершенствовали, используя для манипуляций с клетками африканской лягушки Xenopus laevis микроскопические пинцеты и электрод.

В одной из конфигураций учеными было предусмотрено отверстие в центре сгустка для уменьшения сопротивления при движении. При эксперименте выяснилось, что его можно использовать для прикрепления к ксеноботу грузов для транспортировки.

После завершения сборки ткани биороботов начали действовать по запрограммированному сценарию: кожные клетки начали группироваться, а сердечные обеспечили двигательную функцию. В водной среде в чашке Петри эти живые машины могут двигаться до недели без потребности в питательных веществах – их энергетический запас заложен природой в форме липидов и белков.

Ученые говорят, что этот эксперимент дает бесценный опыт познания, каким образом клетки взаимодействуют и обмениваются информацией:

«С точки зрения генома, это лягушка. 100% ДНК ксенобота соответствует лягушке, но это не лягушка. Возникает вопрос – что еще можно построить из таких клеток? — говорит биолог Майкл Левин. — Этот эксперимент показывает нам, что лягушачьи клетки могут образовывать живые формы, не имеющие ничего общего с тем, что в них заложено анатомически».

Тем не менее, живыми этих роботов можно назвать только условно – они не способны развиваться, не имеют репродуктивной функции и не могут размножаться без воли человека, и, исчерпав весь ресурс питательных веществ, они превращаются в комочки отмерших клеток (100-процентная биоразлагаемость является очевидным преимуществом биологических роботов перед металлическими или пластиковыми роботами).

Пока что уровень развития ксеноботов кажется совершенно безобидным, но в будущем их могут обогатить и нервными клетками или вообще превратить в новую форму биологического оружия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *