Xenobot

Xenobots ( engelsk  xenobots ) er syntetiske organismer opfundet i USA i 2020, hvis struktur er udviklet på en computer til at udføre en bestemt funktion, og de er skabt ved at kombinere forskellige biologiske væv [1] [2] [3] [4 ] [5] [6] . Opkaldt efter den afrikanske kløvede frø ( Xenopus laevis ), hvorfra cellerne er taget.

Xenobots er mindre end 1 millimeter brede og består kun af to elementer: hudceller og hjertemuskelceller , afledt af stamceller høstet på et tidligt stadium af frøembryoudvikling ( blastulastadiet ) [7] . Hudceller er en stiv ramme af kroppen, og hjerteceller fungerer som små motorer - de trækker sig sammen og udvider sig, og de giver xenoboten mulighed for at komme videre.

Valget af xenobotens kropsform og den indbyrdes indretning af dens hud- og hjerteceller er dikteret af den specifikke opgave, som den udvikles til. Til dette bruges computersimulering ved trial and error ( evolutionær algoritme ). Aktuelt udviklede xenobots er i stand til at gå, svømme, skubbe pellets, bære nyttelast og arbejde sammen i en sværm, for eksempel for at samle affald, der er spredt på overfladen af ​​deres tallerken, op i pæne bunker. De kan overleve på deres egne reserver i flere uger uden yderligere mad og helbrede sig selv efter at være blevet skåret [1] .

Potentielle applikationer

I øjeblikket bruges xenobots hovedsageligt som et videnskabeligt værktøj til at studere, hvordan celler interagerer med hinanden for at bygge komplekse kroppe under morfogenesen [6] . Moderne xenobots adfærd og biokompatibilitet tyder dog på flere potentielle anvendelser.

For eksempel, da xenobots udelukkende består af frøceller, det vil sige, at de er biologisk nedbrydelige, kunne de bruges til at rense mikroplastik fra havet . Det antages, at en sværm af xenobots vil være i stand til, i fællesskab, at finde og samle mikroplastik til store bolde [1] , som derefter vil blive afhentet af skibe eller droner til aflevering til en genbrugsstation. I modsætning til traditionelle teknologier tilføjer xenobots ikke yderligere forurening, fordi de efter arbejde dør efter at have opbrugt energien, der er lagret i vævet af fedt og proteiner.

I fremtidig medicin vil xenobots, der er dyrket fra en persons egne celler, kunne bruges til målrettet lægemiddellevering til kropsvæv, hvilket kan hjælpe med at omgå immunresponsproblemerne i andre typer mikrorobottilførselssystemer . De kan også potentielt bruges til at fjerne plak fra arteriernes vægge , samt til at lokalisere og behandle sygdomme.

Mediernes reaktion

Offentliggørelsen af ​​de første artikler om dette emne fremkaldte en stor resonans i medierne, som tog form af rapporter, der indeholdt kommentarer fra russiske videnskabsmænd.

Avis Izvestia, Anna Kudryavtseva, kandidat for biologiske videnskaber, vicedirektør for forskning, Institut for Molekylær Biologi opkaldt efter A.I. V.A. Engelhardt (IMB) RAS, leder af Laboratoriet for Postgenomisk Forskning :

Dette er en konsekvens af betingelserne korrekt udvalgt af forsøgslederen, og ikke et unikt biologisk fænomen. Jeg ville se undersøgelsen mere som en demonstration af mulighederne for beregningsbiologi ved hjælp af evolutionære algoritmer, snarere end en hidtil uset videnskabelig opdagelse.

Avis Izvestia, Timur Chernov , forsker, laboratorium for molekylærbiologiske og neurobiologiske problemer og bioscreening, Moskva Institut for Fysik og Teknologi :

I den nærmeste fremtid vil spørgsmålet blive diskuteret bredt: vil denne teknologi komme ud af kontrol? Dette sker hver gang en ny teknologi kommer. Derudover har populærkulturen længe malet os billeder af rasende replikanter, der ødelægger alt på deres vej, og forfølger kun ét mål - at skabe så mange kopier af sig selv som muligt. Hvis du vender tilbage til virkeligheden, kan du finde ud af, at forskere længe har udarbejdet metoder til at løse dette problem.

Noter

1. ↑ 1 2 3 Kriegman, Sam. En skalerbar pipeline til design af rekonfigurerbare organismer  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 2020. - 13. januar ( bind 117 , nr. 4 ). - S. 1853-1859 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.1910837117 . — PMID 31932426 .
2. ↑ Sokol . Mød Xenobots: Virtual Creatures Brought to Life , The New York Times  (3. april 2020). Arkiveret fra originalen den 9. april 2020. Hentet 12. april 2020.
3. ↑ Eksempel . Forskere bruger stamceller fra frøer til at bygge de første levende robotter , The Guardian  (13. januar 2020). Arkiveret 11. april 2020. Hentet 12. april 2020.
4. ↑ Yeung . Forskere har bygget verdens første levende, selvhelbredende robotter , CNN  (13. januar 2020). Arkiveret fra originalen den 28. januar 2020. Hentet 12. april 2020.
5. ↑ Et forskerhold bygger robotter fra levende celler  //  The Economist  : avis.
6. ↑ 1 2 Mød Xenobot, en uhyggelig ny slags programmerbar organisme  (engelsk)  // Wired  : journal. — ISSN 1059-1028 .
7. ↑ Ball, Philip. Levende robotter  (engelsk)  // Nature Materials  : journal. - 2020. - 25. februar ( bind 19 , nr. 3 ). — S. 265 . - doi : 10.1038/s41563-020-0627-6 . — PMID 32099110 .