Čo sa stane, keď odoberiete bunky z embryí žabiek a pestujete ich v nových organizmoch, ktoré sa pomocou algoritmov „vyvinuli“? Dostanete niečo, čo vedci nazývajú prvým „živým strojom“ na svete.
Hoci pôvodné kmeňové bunky pochádzajú z žiab - africkej pazúrovej žaby, Xenopus laevis - tieto tzv. xenoboty sa podobajú žiadnym známym obojživelníkom. Drobné kvapky merajú iba 0,04 palca (1 milimeter) široké a sú vyrobené zo živého tkaniva, ktoré biológovia zostavili do tiel navrhnutých počítačovými modelmi podľa novej štúdie.
Vedci nedávno uviedli vedci, že sa tieto pohyblivé organizmy môžu pohybovať nezávisle a kolektívne, samy sa môžu hojiť rany a prežiť celé týždne.
„Nie sú to ani tradičné roboty, ani známe druhy zvierat,“ uviedla vo vyhlásení spoluautor štúdie Joshua Bongard, odborník na počítač a vedecký pracovník z University of Vermont. "Je to nová trieda artefaktov: živý, programovateľný organizmus."
Algoritmy formovali vývoj xenobotov. Vyrastali z kmeňových buniek kože a srdca na tkanivové zhluky niekoľkých stoviek buniek, ktoré sa pohybovali v pulzoch vytváraných tkanivami srdcového svalu, uviedol autor hlavnej štúdie Sam Kriegman, doktorand študujúci evolučnú robotiku na Katedre počítačovej vedy University of Vermont v Burlingtone. ,
"Neexistuje žiadna vonkajšia kontrola pomocou diaľkového ovládača alebo bioelektriky. Je to autonómny agent - je to skoro ako hračka na ukončenie," povedal Kriegman pre Live Science.
Biológovia kŕmili počítačové obmedzenia pre autonómne xenoboty, ako je maximálna svalová sila ich tkanív a ako by sa mohli pohybovať vo vodnom prostredí. Potom algoritmus vytvoril generácie malých organizmov. Najvýkonnejšie roboty by sa v algoritme „reprodukovali“. A rovnako ako evolúcia funguje v prírodnom svete, počítačový program odstráni najmenej úspešné formy.
„Nakoniec sa nám podarilo dať návrhy, ktoré boli skutočne prenosné do reálnych buniek. Bol to prielom,“ povedal Kriegman.
Autori štúdie potom tieto návrhy oživili a spojili kmeňové bunky dohromady, aby vytvorili trojrozmerné tvary s vlastným pohonom navrhnuté pomocou vývojového algoritmu. Kožné bunky držali xenoboty pohromade a tlkot srdcového tkaniva v určitých častiach ich „telies“ poháňal roboty vodou v Petriho miske celé dni a dokonca celé týždne, bez potreby ďalších živín, podľa štúdie. , „Roboti dokázali napraviť značné škody,“ povedal Kriegman.
„Živého robota sme znížili takmer na polovicu a jeho bunky automaticky zazipovali jeho telo naspäť,“ povedal.
„Dokážeme si predstaviť veľa užitočných aplikácií týchto živých robotov, ktoré iné stroje nedokážu urobiť,“ uviedol spoluautor štúdie Michael Levin, riaditeľ Centra pre regeneračnú a vývojovú biológiu na Tufts University v Massachusetts. Medzi ne môže patriť cielenie toxických škvŕn alebo rádioaktívnej kontaminácie, zber morských mikroplastov alebo dokonca vyťaženie plaku z ľudských tepien.
Tvorby, ktoré rozmazávajú čiaru medzi robotmi a živými organizmami, sú populárnymi predmetmi sci-fi; myslite na zabijácke stroje vo filmoch „Terminátor“ alebo na replikátov zo sveta „Blade Runner“. Vyhliadka na tzv. Živé roboty - a používanie technológie na vytváranie živých organizmov - pre niektorých pochopiteľne vyvoláva obavy, uviedol Levin.
„Ten strach nie je neprimeraný,“ povedal Levin. „Keď sa začneme zaoberať zložitými systémami, ktorým nerozumieme, dostaneme nezamýšľané následky.“
Dodal, že stavba na jednoduchých organických formách, ako sú xenoboty, by tiež mohla viesť k prospešným objavom.
„Ak má ľudstvo prežiť do budúcnosti, musíme lepšie pochopiť, ako zložité vlastnosti nejako vychádzajú z jednoduchých pravidiel,“ povedal Levin.
Zistenia boli zverejnené online 13. januára v časopise Zborník Národnej akadémie vied.
