Vedci vytvorili prvé živé roboty

Washington 15. januára 2020 (HSP/Sputnik/Foto:Screenshot Youtube)

Americkí vedci informovali o vytvorení prvých biorobotov na svete, kompletne zostavených zo živých buniek. V podstate ide o novú triedu programovateľných živých bytostí. Výskum je ozrejmený v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences

Pomocou superpočítačového modelovania sa vedci z Vermontskej a Tuftsovej univerzity naučili vytvárať z kmeňových buniek africkej vodnej žaby z čeľade Xenopus laevis mikroskopické bioroboty, ktoré sa môžu samostatne pohybovať, vykonávať základné úlohy, a dokonca aj vyliečiť svoje zranenia.

“Sú to nové živé stroje,” uvádza tlačová správa Vermontskej univerzity slová manažéra výskumu Joshuu Bongarda. “Nejde ani o tradičné roboty, ani o známe druhy zvierat. Je to nová trieda programovateľných živých organizmov vytvorených človekom.“

Vedci nazvali nové “stvorenia“ rekonfigurovateľné organizmy alebo xenoboty – od slova bot a latinského názvu pre žabu.

Sú to v podstate drobné zhluky biomateriálov do veľkosti jedného milimetra, obsahujúce 500 až 1000 buniek kože a srdcia žabích embryí. Kožné bunky umožňujú týmto “organizmom“ udržovať si svoj tvar a srdcové bunky, ktoré samy vytvárajú svalové tkanivo kardiomyocytov, umožňujúce pohyb s každou kontrakciou.

Na základe “evolučného algoritmu“ vytvoreného robotickými inžiniermi z Vermontskej univerzity na superpočítači Deep Green vypočítali stovky stabilných variantov xenobotov, z ktorých každý potom testovali vo virtuálnom prostredí, aby sa napríklad skontrolovalo či sa bude pohybovať pri zmršťovaní buniek srdcového svalu. Na základe najúspešnejších konfigurácií vytvorili biológovia Tuftsovej univerzity za použitia mikroskopických pinziet a elektród konfigurovateľné organizmy in vivo – tj. zo živých buniek.

Keď sa srdcové bunky spontánne sťahujú a uvoľňujú, správajú sa ako miniatúrne motory, ktoré uvádzajú roboty do pohybu dovtedy, kým sa nevyčerpajú zásoby energie v bunkách. Testy ukázali, že tieto “stvorenia“ žijú niekoľko dní alebo dokonca týždňov a spotrebúvajú zásoby embryonálnej energie.

Aby bunky zostali nažive, musia byť xenoboty vo vodnom prostredí. V Petriho miske plávajú v kruhoch a môžu dokonca premiestňovať malé granule. Vedci sa domnievajú, že túto schopnosť xenobotov možno v budúcnosti využiť na cielené dodávanie liekov v ľudskom organizme alebo na čistenie ciev od plakov.

V prípade poškodenia môžu bioroboti vyliečiť svoje rany sami, a keď je úloha dokončená a energia je na konci, zomrú a rozpadnú sa rovnako ako všetky živé bytosti, rozpadajú sa na mŕtve bunky, ktoré neznečisťujú životné prostredie. “Živými“ je však možné nazvať xenoboty len do určitej miery. Nemôžu sa vyvíjať ani množiť.

Podľa slov autorov štúdie sú prvými, ktorí projektujú plne biologické stroje od nuly, bez toho aby sa pokúšali skopírovať existujúce biologické druhy alebo ich upravovať.

“Je to 100% žabie DNA, ale nie sú to žaby. Ukázali sme, že žabie bunky môžu vytvárať nové živé formy, ktoré sú úplne odlišné od štandardnej anatómie,” vysvetlil Michael Levin, ďalší autor vedeckej práce z Tuftsovej univerzity.“ Sú veľmi malí, ale v konečnom výsledku ich plánujeme zväčšiť.“