Οι Αμερικανοί επιστήμονες που ανέπτυξαν τα πρώτα μικροσκοπικά ζωντανά ρομπότ ανακοίνωσαν ότι τα xenobots- όπως ονομάζονται- μπορούν πλέον να αναπαραχθούν και μάλιστα με τρόπο που δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ στα φυτά και τα ζώα.
Τα xenobots, που αναπτύχθηκαν από τα βλαστικά κύτταρα του αφρικανικού βατράχου (Xenopus laevis) έχουν πλάτος μικρότερο από ένα χιλιοστό. Οι μικροσκοπικές μορφές παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά το 2020, αφού πειράματα έδειξαν ότι μπορούν να κινούνται, να συνεργάζονται σε ομάδες και να αυτοθεραπεύονται.
Η επιστημονική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ, το Πανεπιστήμιο Tufts και το Ινστιτούτο Wyss του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ για τη Μηχανική Βιολογικής Έμπνευσης που ανέπτυξε τα μικροσκοπικά ρομπότ, ανακοίνωσε ότι ανακάλυψε μια εντελώς νέα μορφή βιολογικής αναπαραγωγής διαφορετική από κάθε ζώο ή φυτό που είναι γνωστό στην επιστήμη.
«Έμεινα έκπληκτος όταν το είδα αυτό», δήλωσε ο Μάικλ Λεβίν, καθηγητής βιολογίας και διευθυντής του Κέντρου Ανακάλυψης Allen στο Πανεπιστήμιο Tufts, ο οποίος ήταν ο συν-επικεφαλής συγγραφέας της νέας μελέτης.
«Οι βάτραχοι έχουν έναν συγκεκριμένο τρόπο αναπαραγωγής, όταν όμως απελευθερώνεις τα κύτταρα από το υπόλοιπο έμβρυο και τους δίνεις την ευκαιρία να καταλάβουν πώς να επιβιώσουν σε ένα νέο περιβάλλον, βρίσκουν έναν νέο τρόπο να κινούνται και να αναπαράγονται».
Ρομπότ ή οργανισμός;
Για να αναπτύξουν τα xenobots, οι ερευνητές αφαίρεσαν ζωντανά βλαστικά κύτταρα από έμβρυα βατράχων και τα άφησαν να επωαστούν, χωρίς να χειραγωγήσουν τα γονίδια που εμπλέκονται.
«Οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται ότι τα ρομπότ είναι φτιαγμένα από μέταλλα και κεραμικά, ωστόσο δεν έχει σημασία από τι είναι φτιαγμένο ένα ρομπότ αλλά το τι κάνει, να ενεργεί δηλαδή μόνο του για λογαριασμό των ανθρώπων», δήλωσε ο Τζος Μπόνγκαρντ, καθηγητής πληροφορικής και ειδικός στη ρομποτική στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
«Με αυτή την έννοια είναι ένα ρομπότ, αλλά και ένας οργανισμός φτιαγμένος από γενετικά μη τροποποιημένο κύτταρο βατράχου».
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα xenobots, τα οποία είχαν αρχικά σχήμα σφαίρας και ήταν κατασκευασμένα από περίπου 3.000 κύτταρα, μπορούσαν να αναπαραχθούν. Αλλά αυτό συνέβαινε σπάνια και μόνο σε συγκεκριμένες περιστάσεις. Τα xenobots χρησιμοποίησαν την «κινητική αντιγραφή» – μια διαδικασία που είναι γνωστό ότι συμβαίνει σε μοριακό επίπεδο, αλλά δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ πριν στην κλίμακα ολόκληρων κυττάρων ή οργανισμών, δήλωσε ο Μπόνγκαρντ.
Με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, οι ερευνητές δοκίμασαν στη συνέχεια δισεκατομμύρια σχήματα για να κάνουν τα xenobots πιο αποτελεσματικά στην αναπαραγωγή. Ο υπερυπολογιστής κατέληξε σε ένα σχήμα C που έμοιαζε με το Pac-Man, το βιντεοπαιχνίδι της δεκαετίας του 1980. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το ρομπότ μπόρεσε να συγκεντρώσει εκατοντάδες μικροσκοπικά βλαστικά κύτταρα μέσα στο «στόμα» του και λίγες μέρες αργότερα, οι στοίβες των κυττάρων, σχημάτισαν νέα xenobots.
«Το σχήμα είναι στην ουσία το πρόγραμμα. Το σχήμα επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται τα xenobots για να ενισχύσουν αυτή την απίστευτα εκπληκτική διαδικασία», εξήγησε ο Μπόνγκαρντ.
Τα xenobots βασίζονται σε μια παλιά τεχνολογία – σκεφτείτε έναν υπολογιστή της δεκαετίας του 1940 – και δεν έχουν ακόμη καμία πρακτική εφαρμογή. Ωστόσο, αυτός ο συνδυασμός μοριακής βιολογίας και τεχνητής νοημοσύνης θα μπορούσε δυνητικά να χρησιμοποιηθεί σε πλήθος εργασιών τόσο στο σώμα όσο και το περιβάλλον, σύμφωνα με τους ερευνητές. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει τη συλλογή μικροπλαστικών στους ωκεανούς, την επιθεώρηση των ριζικών συστημάτων και την αναγεννητική ιατρική.
Ενώ η προοπτική της αυτοαναπαραγόμενης βιοτεχνολογίας μπορεί να προκαλεί ανησυχίες, οι ερευνητές δήλωσαν ότι οι ζωντανές μηχανές περιορίζονται εξ ολοκλήρου σε ένα εργαστήριο και μπορούν να εξαλειφθούν εύκολα, καθώς είναι βιοδιασπώμενες και ρυθμίζονται από ειδικούς σε θέματα δεοντολογίας.
«Υπάρχουν πολλά πράγματα που είναι δυνατά αν εκμεταλλευτούμε αυτό το είδος πλαστικότητας και την ικανότητα των κυττάρων να επιλύουν προβλήματα», δήλωσε ο Μπόνγκαρντ.
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από την Υπηρεσία Προηγμένων Αμυντικών Ερευνητικών Προγραμμάτων, μια ομοσπονδιακή υπηρεσία που επιβλέπει την ανάπτυξη τεχνολογίας για στρατιωτική χρήση.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό PNAS που αξιολογείται από ομότιμους.
