Исследователи адаптировали живые клетки и создали новые живые машины. Называемые ксеноботами, это не новый вид животных, а чистые артефакты, предназначенные для удовлетворения потребностей человека в будущем.
Если биотехнология и генная инженерия — это дисциплины, обещающие огромный потенциал для улучшения жизни человечества, то вот вам « ксеноботы » — шаг вперед, продукт взаимодействия вычислительной науки и биологии развития, которые являются новыми в науке и имеют огромные потенциальные применения, в том числе в медицине и науках об окружающей среде.
Новые существа, ксеноботы, были впервые разработаны на суперкомпьютере в Университете Вермонта, а затем собраны и протестированы биологами в Университете Тафтса.
Ученые-информатики сначала создали тысячи возможных вариантов дизайна новых форм жизни, используя эволюционный набор правил или алгоритмов. В соответствии с правилами биофизики успешные конструкции или смоделированные существа были дополнительно усовершенствованы, и для тестирования были выбраны наиболее многообещающие конструкции.
Затем биологи взялись за перенос компьютерного дизайна в реальную жизнь. Они использовали яйцеклетки эмбрионов лягушки Xenopus laevis (Xenobots, живые роботы, получили свое название от этого вида лягушек) и выделили стволовые клетки. Эти выделенные стволовые клетки были разделены, а клетки кожи и сердечной мышцы были разрезаны и соединены в точном соответствии с ранее полученными проектами.
Эти собранные, переконфигурированные формы жизни были функциональными - клетки кожи образовывали некую архитектуру, в то время как мышечные клетки могли осуществлять когерентное движение. Во время более поздних тестов было обнаружено, что ксеноботы эволюционировали, чтобы выполнять передвижение, манипулирование объектами, перемещение объектов и коллективное поведение. Кроме того, изготовленные ксенуты могут самостоятельно обслуживаться и самостоятельно ремонтироваться в случае повреждения и порезов.
Эти созданные с помощью компьютера существа могут быть использованы в системах интеллектуальной доставки лекарств. Они также могут помочь в очистке от токсичных отходов. Но, прежде всего, это достижение науки , а не просто практическое применение.
Референсы
1. Kriegman S el al, 2020. Масштабируемый конвейер для проектирования реконфигурируемых организмов. PNAS 28 января 2020 г. 117 (4) 1853-1859; впервые опубликовано 13 января 2020 г. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1910837117
2. Новости Университета Вермонта 2020. Команда создает первых живых роботов. Опубликовано 13 января 2020 г. Доступно на https://www.uvm.edu/uvmnews/news/team-builds-first-living-robots.
