A tudósok szerint a világ első élő robotjai már képesek szaporodni

2021-11-30 12:50:00
Az első élő robotokat megalkotó amerikai tudósok szerint a xenobotok néven ismert életformák már képesek úgy szaporodni, ahogy növényeknél és állatoknál még nem tapasztalták.

A xenobotot az afrikai karmos béka (Xenopus laevis) őssejtjéből alakították ki, amelyről a nevét is kapta. Az egy milliméter átmérővel rendelkező apró foltokat először 2020-ban mutatták be, miután a kísérletek kimutatták, hogy képesek mozogni, csoportokban dolgozni és önmagukat gyógyítani.

A Vermonti Egyetem, a Tufts Egyetem és a Harvard Egyetem Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering kutatói most azt állítják, hogy a biológiai szaporodás egy teljesen új formáját fedezték fel, amely különbözik a tudomány által ismert bármely állatétól vagy növényétől.

„Megdöbbentő” – mondta Michael Levin biológia professzor, a Tufts Egyetem Allen kutatóközpontjának igazgatója, az új kutatás társszerzője. „A békáknak van egy jellegzetes szaporodási módja, de amikor leválasztjuk a sejteket az embrió többi részéből, és lehetőséget adunk nekik, hogy rájöjjenek, hogyan lehet élniük egy új környezetben, akkor nem csak erre gondolnak, hanem kitalálnak egy új mozgásformát, valamint egy látszólag új módot is a szaporodásra.”

Robot vagy organizmus?

Az őssejtek olyan sejtek, amelyek képesek különböző sejttípusokká fejlődni. A xenobotok elkészítéséhez a kutatók élő őssejteket emeltek ki békaembriókból, majd hagyták őket inkubálni, így ez esetben nincs szó génmanipulációról.

„A legtöbb ember úgy gondolja, hogy a robotok fémből és kerámiából készültek, de nem annyira az a fontos, hogy milyen anyagból készül a robot, hanem az, hogy mit csinál, valamint hogy ami önállóan cselekszik-e az emberek utasítására” – mondta Josh Bongard számítástechnikus, a Vermonti Egyetem robotika professzora, és a most megjelent tanulmány vezető szerzője.

Ilyen formán ez egy robot, de egyúttal egy genetikailag nem módosított békasejtből készült organizmus is."

Bongard szerint az eredetileg gömb alakú és körülbelül 3000 sejtből készült xenobotok mostanra képesek replikálódni. Ez azonban ritkán, és csak meghatározott körülmények között történik meg.

A xenobotok „kinetikus replikációt” alkalmaztak – egy olyan folyamatot, amelyről úgy ismert, hogy molekuláris szinten megy végbe, egész sejtek vagy organizmusok léptékében azonban még soha nem figyelték meg

– mondta Bongard. A mesterséges intelligencia segítségével a kutatók több milliárd testformát teszteltek, hogy a xenobotokat termékenyebbé tegyék az ilyen típusú replikáció során. A szuperszámítógép egy C-alakzattal állt elő, amely a Pac-Manre, az 1980-as évek videojátékára emlékeztetett. Kiderült, hogy képes apró őssejteket találni egy Petri-csészében, abból több százat összegyűjteni a szájában, és néhány nappal később a sejtköteg új xenobotokká változik.

A szülő egy nagy őssejtgolyót forgat, amely új xenobottá érik

„A mesterséges intelligencia nem úgy programozta ezeket a gépeket, ahogyan azt általában kódírás esetén szokták. Formázta, illetve faragta, és kitalálta ezt a Pac-Man formát” – mondta Bongard. „Az alak lényegében maga a program. Az alak befolyásolja, hogy a xenobotok hogyan viselkednek, azért hogy ezáltal felerősítsék ezt a hihetetlen folyamatot” – mondta.

A xenobotok nagyon korai technológiájúak, hasonlóan egy 1940-es évekbeli számítógépre, és még nincs gyakorlati alkalmazásuk sem.  

A kutatók szerint azonban a molekuláris biológia és a mesterséges intelligencia ezen kombinációja potenciálisan felhasználható a szervezetben és a környezetben végzett számos feladat során. Ez jelentheti a mikroműanyagok összegyűjtését az óceánokban, vagy a gyökérrendszerek vizsgálatát vagy a regeneratív gyógyászatot.

Míg az önreplikáló biotechnológia távlatai aggodalomra adhatnak okot, a kutatók azt mondták, hogy ezeket az „élő gépeket” teljes egészében laboratóriumban helyezték el, és könnyen elpusztíthatóak, mivel biológiailag lebomlóak, valamint úgynevezett „etikai szakértők” szabályozzák őket. A kutatást részben a Defence Advanced Research Projects Agency, egy katonai felhasználású technológiák fejlesztését felügyelő amerikai szövetségi ügynökség is finanszírozta. „Sok dolog lehetséges, ha kihasználjuk a sejtek ilyen jellegű plaszticitását és problémamegoldó képességét” – mondta Bongard, aki a tanulmányt a PNAS tudományos folyóiratban tette közzé kollégáival hétfőn.

Fotó: YouTube