Изградени от стволови клетки на африканската жаба с нокти (Xenopus laevis), от която носи името си, ксеноботите са широки по-малко от милиметър (0,04 инча). Тези малки топчета бяха разкрити за първи път през 2020 г., след като експериментите показаха, че могат да се движат, да работят заедно в групи и да се самолекуват.
Сега учените, които го разработиха в Университета на Върмонт, Университета Тъфтс и Института Wyss за биологично вдъхновено инженерство към Харвардския университет, казват, че са открили изцяло нова форма на биологично размножаване, за разлика от всяко животно или растение, познато на науката.
Това ме взриви“, каза Майкъл Ливайн, професор по биология и директор на Алън Дискавъри Център в университета Тъфтс, който участва в новото изследване.
„Жабите имат метод на размножаване, който обикновено използват, но когато… той освобождава (клетките) от останалата част от ембриона и им дава шанс да разберат как са в нова среда, а не само да си представят нов начин на придвижване, но те привидно откриват и нов начин на възпроизвеждане.“
Робот или живо същество?
Стволовите клетки са неспециализирани клетки, които имат способността да се развиват в различни видове клетки. За да направят тези роботи, изследователите изстъргват живи стволови клетки от жабешки ембриони и ги оставят да се инкубират. Няма генетична манипулация.
„Повечето хора мислят, че роботите са направени от метал и керамика, но не е толкова важно от какво е направен човек, колкото какво правят, действайки сами от името на хората“, каза Джош Бонгард, професор по компютърни науки и експерт по роботика в университета във Върмонт и водещ автор на изследването.
По този начин това е робот, но също така очевидно е организъм, направен от не-ГМО жабешка клетка.
Те открили, че ксеноботите, които първоначално са били със сферична форма и съставени от около 3000 клетки, могат да се възпроизвеждат, каза Бонгард. Но това се случваше рядко и само при определени обстоятелства. Бонгард каза, че ксеноботите използват „кинетична транскрипция“ – процес, за който е известно, че се случва на молекулярно ниво, но не е наблюдаван преди в мащаба на клетките или цели организми.
След това с помощта на изкуствен интелект изследователите тестваха милиарди форми на тялото, за да направят ксеноботите по-ефективни при този тип репликация. Суперкомпютърът дойде във форма C, която приличаше на Pac-Man, видеоиграта от 80-те. Те открили, че той е успял да намери малки стволови клетки в петриева паничка, събрали стотици от тях в устата си и след няколко дни пакетът от клетки се превърнал в нови ксеноботи.
„ИИ не програмира тези машини по начина, по който обикновено мислим за писане на код“, каза Бонгард. „Той оформи, извая и създаде тази фигура на Pac-Man.“
„Shape, в основата си, е софтуер. Shape влияе върху това как ксеноботите се държат, за да усилят този невероятно удивителен процес.“
Ксеноботите са много ранна технология – помислете за компютър от 40-те години на миналия век – и все още няма практически приложения. Въпреки това, тази комбинация от молекулярна биология и изкуствен интелект може да се използва за редица задачи в тялото и околната среда, според изследователите. Това може да включва неща като събиране на микропластмаса в океаните, изследване на кореновите системи и регенеративна медицина.
Въпреки че потенциалът за самовъзпроизвеждане на биотехнологиите може да бъде притеснителен, изследователите казаха, че живите машини са били изцяло съдържащи се в лаборатория и могат лесно да бъдат загасени, тъй като са биоразградими и регулирани от експерти по етика.
Изследването е финансирано отчасти от Агенцията за напреднали изследователски проекти в областта на отбраната, федерална агенция, която наблюдава разработването на технологии за военна употреба.
„Има много неща, които могат да бъдат постигнати, ако се възползваме от този вид пластичност и способността на клетките да решават проблеми“, каза Бонгард.
Проучването е публикувано в рецензираното научно списание PNAS в понеделник.
„Тотален фен на Twitter. Нежно очарователен почитател на бекона. Сертифициран специалист по интернет.“
More Stories
Учени успяха да произведат диаманти само за 150 минути: ScienceAlert
Пикове на метеоритен поток Лириди. Как да видим тази вечер в Айова
Учени откриха ключ към разкриването на мистерията на дегенеративните мозъчни заболявания като болестта на Алцхаймер