Слово «робот» вызывает образы человек-подобная рукотворной металлической машине (гуманоиду), спроектированной и запрограммированной для автоматического выполнения за нас некоторых задач. Однако роботы (или боты) могут иметь любую форму и размер и могут быть изготовлены из любого материала (включая биологические материалы, такие как живые клетки) в зависимости от конструкции и функциональных требований. Оно может не иметь никакой физической формы, как в случае с Siri or Alexa. Роботы — это рационально спроектированные артефакты или машины, которые проявляют автономность и выполняют конкретные задачи.
Биологические роботы (или биоботы) используют живые клеток или ткани в качестве материала изготовления. Как и все роботы, биоботы также являются программируемыми машинами, обладают автономностью и выполняют определенные задачи. Это особый класс активно живых и подвижных синтетических структур.
Живые ткани сам по себе, не роботы. Это части животных. Живой клеток становятся роботами, когда они освобождаются от обычных ограничений и программируются в желаемую форму и функцию путем искусственного объединения и формирования клеток для отображения определенного поведения.
Ксеноботы были первыми полностью биологическими биоботами, созданными в лаборатории в 2020 году с использованием яйцеклеток эмбрионов вида лягушек под названием Xenopus laevis (отсюда и название Ксеноботы). Это был первый живой, самовосстанавливающийся, самовоспроизводящийся искусственный организм. Живые клетки использовались в качестве строительных блоков, которые были освобождены от нормальных ограничений остальной части эмбриона, чтобы дать начало новой форме искусственной жизни, морфология и особенности которой были искусственно «созданы». Таким образом, ксенобот представлял собой живой синтетический организм. Разработка ксеноботов продемонстрировала, что клетки, полученные из эмбриона амфибии, можно запрограммировать на желаемую форму и функцию, сняв естественные ограничения. Однако было неизвестно, можно ли создать биоботов из неамфибийных или взрослых клеток.
Ученые теперь сообщили об успешном создании биоботов с использованием взрослых клеток из неэмбриональных клеток. человек ткань с возможностями, превосходящими возможности ксеноботов. Этот биобот получил имя «Антроботы' из-за его человек происхождение.
Поскольку ксеноботы были получены из эмбриональных клеток амфибий путем индивидуального формования клеток, исследовательская группа начала с проверки, ограничена ли способность давать биоботов этими клетками амфибий или другие неамфибийные, неэмбриональные взрослые клетки также могут генерировать биоботов? Кроме того, необходимо ли обязательно формировать семенные клетки индивидуально для создания биоботов или если уговоры исходных семенных клеток также могут привести к самостоятельному созданию биоботов? Для этого вместо эмбриональных тканей исследователи использовали взрослые соматические клетки, полученные из человек эпителия легких и смогли создавать новые, многоклеточные, самоконструирующиеся, подвижные живые структуры без ручного моделирования или использования каких-либо внешних формообразующих механизмов. Используемый метод является масштабируемым. Параллельно были созданы стаи биоботов, которые двигались с помощью ресничек и жили 45–60 дней. Интересно, что также было замечено, что антроботы перемещались по разрывам в монослоях нейронов и вызывали эффективное заживление дефектов in vitro.
Синтез антропоботов имеет важное значение, поскольку демонстрирует, что пластичность клеток, дающих начало биоботам, не ограничивается эмбриональными клетками или клетками амфибий. Было показано, что взрослые соматические человек дикие клетки без каких-либо генетических модификаций могут образовывать новых биоботов без каких-либо внешних формообразующих механизмов.
Антроботы — это улучшение по сравнению с ксеноботами и прогресс в соответствующей технологии, который имеет важное значение для производства сложных тканей для клинического использования в медицине. регенеративная медицина. В будущем может стать возможным производить антропоботов, персонализированных для каждого пациента, и использовать их в организме, не вызывая какого-либо иммунного ответа.
Ссылки:
- Блэкистон Д. и др. 2023. Биологические роботы: перспективы новой междисциплинарной области. Мягкая робототехника. Август 2023 г. 674–686. ДОИ: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Гумусская, Г. и другие 2023. Подвижные живые биоботы, созданные самостоятельно из взрослого человека. Человек Соматические семенные клетки-предшественники. Advanced Science 2303575. опубликовано: 30 ноября 2023 г. DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Университет Тафтса, 2023 год. Новости – Ученые создают крошечных биологических роботов из Человек Ячейки. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Эбрагимхани Мо.Р. и Левин М., 2021. Синтетические живые машины: новое окно в жизнь. Перспектива iScience. Том 24, выпуск 5, 102505, 21 мая 2021 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
