Iš naguotosios varlės kamieninių ląstelių suformuoti ksenobotai (pavadinti taip pagal rūšies pavadinimą – Xenopus laevis), yra mažesnio nei milimetro pločio. Pirmą kartą jie buvo sukurti 2020 metais, kai eksperimentai parodė, kad jie gali judėti, dirbti drauge ir gydyti save pačius.
Dabar juos Vermonto, Tufts universitetų ir Harvardo universiteto Wysso biologinės inžinerijos institute sukūrę mokslininkai sako atradę visiškai naują biologinio dauginimosi formą, kuri skiriasi nuo visų mokslui žinomų augalų ir gyvūnų dauginimosi būdų.
„Mane tai pribloškė, – sako Tuftso universiteto biologijos profesorius ir Alleno tyrimų centro direktorius bei vienas iš naujo tyrimo vyr. bendraautorių Michaelas Levinas. – Varlės turi įprastą dauginimosi būdą, bet kai ląstelės... išvaduojamos nuo likusios embriono dalies ir joms suteikiama galimybė susipažinti su nauja aplinka, jos ne tik išsiaiškina naują judėjimo būdą, bet ir naują dauginimosi būdą“.
Robotas ar organizmas?
Kamieninės ląstelės yra nespecializuotos ląstelės, galinčios išsivystyti į skirtingų tipų ląsteles. Tyrėjai ksenobotus sukūrė, nugramdę gyvas kamienines ląsteles nuo varlės embriono ir palikę jas inkubuotis. Genais niekaip nebuvo manipuliuojama.
„Daugelis įsivaizduoja robotus, pagamintus iš metalų ar keramikos – bet ne tiek svarbu, iš ko robotas pagamintas, o ką jis daro, – sako Vermonto universiteto skaičiavimo mokslų profesorius ir robotikos ekspertas ir tyrimo vyr. autorius Joshas Bongardas. – Šia prasme tai yra robotas, bet taip pat aiškiai ir organizmas, pagamintas iš genetiškai nemodifikuotos varlės ląstelės“.
Jis teigia kad tyrėjai išsiaiškino, jog ksenobotai, kurie iš pradžių buvo rutuliuko formos ir sudaryti iš 3000 ląstelių, gali replikuotis. Bet tai vykdavo retai ir tik tam tikromis aplinkybėmis. Ksenobotai naudojo „kinetinį dauginimąsi“ – procesą, kuris, kaip žinoma, vyksta molekulių lygyje – bet niekada nestebėtas visos ląstelės ar organizmo mastu, pabrėžia J.Bongardas.
Panaudodami dirbtinį intelektą, tyrėjai išbandė milijardus kūno formų, kurios tokį ksenofobų dauginimąsi padarytų efektyvesniu. Superkompiuteris pateikė C formą, primenančią „Pac-Maną“ iš devintojo dešimtmečio vaizdo žaidimo. Turėjai išsiaiškino, kad toks tvarinys geba rasti petri lėkštelėje mažas kamienines ląsteles, šimtus jų surinkti į „burną“ – ir po kelių dienų ši ląstelių sankaupa tampa nauju ksenobotu.
„DI nesuprogramavo šių mašinų taip, kaip esame pratę galvoti apie programinio kodo rašymą. Jis formavo, skaptavo ir galiausiai pateikė šią „Pac-Mano“ formą, – aiškina mokslininkas. – Ši forma iš esmės ir yra programa. Forma veikia ksenobotų elgesį, sustiprindama šį neįtikėtinai stulbinamą procesą“.
Ksenobotų technologija šiuo metu yra tik pačioje pradinėje savo stadijoje – panašiai, kaip kompiuteris penktajame dešimtmetyje – ir kokio nors praktinio pritaikymo dar neturi. Tačiau tyrėjų teigimu, ši molekulinės biologijos ir dirbtinio intelekto kombinacija potencialiai galėtų būti panaudota daugybės užduočių kūne ir aplinkoje atlikimui: nuo mikroplastikų rinkimo vandenyne ir šaknų sistemų priežiūros, iki regeneratyvinės medicinos.
Nors tokios besidauginančios biotechnologijos perspektyva gali kelti nerimą, tyrėjai sako, kad gyvos mašinos tiriamos išskirtinai laboratorijoje ir lengvai sunaikinamos, nes yra biologiškai irios ir reguliuojamos etikos ekspertų.
Tyrimą iš dalies finansavo DARPA – federalinė agentūra, prižiūrinti karinės paskirties technologijų vystymą.
„Įmanoma nuveikti daug dalykų, pasinaudojus tokiu ląstelių plastiškumu ir gebėjimu spręsti problemas“, – teigia J.Bongardas.
Tyrimas publikuotas recenzuojamame moksliniame žurnale PNAS.
Parengta pagal CNN.
