Ксенобот
Ксеноботы (англ. xenobots) — синтетические организмы, изобретённые в США в 2020 году, строение которых разрабатывается на компьютере для выполнения определённой функции, и они создаются путём объединения различных биологических тканей[1][2][3][4][5][6]. Названы в честь африканской шпорцевой лягушки (Xenopus laevis), из которой берутся клетки.
Ксеноботы имеют ширину менее 1 миллиметра и состоят только из двух элементов: клеток кожи и клеток сердечной мышцы, полученных из стволовых клеток, забранных на ранней стадии развития эмбрионов лягушки (стадии бластулы)[7]. Клетки кожи представляют собой жёсткую раму организма, а клетки сердца выполняют роль небольших моторов, — сокращаясь и расширяясь, обеспечивают ксеноботу возможность продвигаться вперёд.
Выбор формы тела ксенобота и взаимного расположения его кожных и сердечных клеток диктуется конкретной задачей, для выполнения которой его разрабатывают. Для этого используется компьютерная симуляция методом проб и ошибок (эволюционный алгоритм). В настоящее время разработанные ксеноботы способны ходить, плавать, толкать гранулы, переносить полезные грузы и совместно работать в рое, например, чтобы собирать мусор, разбросанный по поверхности их тарелки, в аккуратные кучки. Они могут выживать за счёт собственных резервов в течение нескольких недель без дополнительного питания и излечить себя после разрезания[1].
Потенциальные применения[править | править код]
В настоящее время ксеноботы в основном используются в качестве научного инструмента для изучения того, как клетки взаимодействуют друг с другом для построения сложных тел во время морфогенеза[6]. Тем не менее, поведение и биосовместимость современных ксеноботов предполагают несколько потенциальных сфер применения.
К примеру, учитывая, что ксеноботы состоят исключительно из клеток лягушки, то есть являются биоразлагаемыми, их можно было бы использовать для очистки океана от микропластика. Предполагается, что рой ксеноботов будет способен, работая совместно, находить и собирать микропластик в большие шары[1], который дальше будет подбираться кораблями или дронами для доставки в центр переработки. В отличие от традиционных технологий, ксеноботы не добавляют дополнительного загрязнения, поскольку после работы умирают, исчерпав энергию запасённых в тканях жиров и белков.
В медицине в будущем ксеноботы, выращенные из собственных клеток человека, могут быть использованы для целенаправленной доставки лекарств в ткани организма, что могло бы помочь обойти проблемы иммунного ответа других видов микро-роботизированных систем доставки. Также их потенциально можно использовать для удаления налёта со стенок артерий, а также для локализации и лечения заболеваний.
Реакция СМИ[править | править код]
Публикации первых статей на эту тему спровоцировали большой резонанс в СМИ, реализовавшийся в форме сообщений, содержащих комментарии российских учёных.
Газета Известия, Анна Кудрявцева, кандидат биологических наук, замдиректора по научной работе Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта (ИМБ) РАН, заведующая лабораторией постгеномных исследований:
Это следствие грамотно подобранных экспериментатором условий, а не уникальное биологическое явление. Я бы рассматривала исследование скорее в качестве демонстрации возможностей вычислительной биологии с применением эволюционных алгоритмов, нежели беспрецедентное научное открытие.
Газета Известия, Тимур Чернов, научный сотрудник лаборатории молекулярно-биологических и нейробиологических проблем и биоскрининга МФТИ:
В ближайшем будущем широко будет обсуждаться вопрос: а не выйдет ли эта технология из-под контроля? Так происходит каждый раз с появлением новой технологии. Кроме того, массовая культура давно рисует нам образы взбесившихся репликантов, которые уничтожают всё на своем пути, преследуя лишь одну цель — создать как можно больше собственных копий. Если вернуться к реальности, можно узнать, что ученые давно уже отработали методы решения этой проблемы.
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 3 Kriegman, Sam. A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2020. — 13 January (vol. 117, no. 4). — P. 1853—1859. — ISSN 0027-8424. — doi:10.1073/pnas.1910837117. — PMID 31932426.
- ↑ Sokol, Joshua (2020-04-03). "Meet the Xenobots: Virtual Creatures Brought to Life". The New York Times. Архивировано 9 апреля 2020. Дата обращения: 12 апреля 2020.
- ↑ Sample, Ian (2020-01-13). "Scientists use stem cells from frogs to build first living robots". The Guardian. Архивировано 11 апреля 2020. Дата обращения: 12 апреля 2020.
- ↑ Yeung, Jessie (2020-01-13). "Scientists have built the world's first living, self-healing robots". CNN. Архивировано 28 января 2020. Дата обращения: 12 апреля 2020.
- ↑ A research team builds robots from living cells (англ.) // The Economist : newspaper. Архивировано 12 апреля 2020 года.
- ↑ 1 2 Meet Xenobot, an Eerie New Kind of Programmable Organism (англ.) // Wired : journal. — ISSN 1059-1028. Архивировано 18 февраля 2021 года.
- ↑ Ball, Philip. Living robots (англ.) // Nature Materials : journal. — 2020. — 25 February (vol. 19, no. 3). — P. 265. — doi:10.1038/s41563-020-0627-6. — PMID 32099110.