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.
Читайте также: Видео: робот-стоматолог впервые имплантировал зубы человеку
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.
Читайте также: Строительством космических кораблей займутся крошечные роботы-ассемблеры
Источник: Экотехника
А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!