Xenobots 3.0 – живые роботы, которые могут производить потомство

Ученые, стоящие за первыми в мире живыми роботами, узнали, что эти ксеноботы могут воспроизводить и производить потомство, благодаря открытию, которое, по их словам, может помочь объяснить происхождение жизни на Земле, сообщает dezeen.

Программируемые организмы были первоначально созданы в прошлом году исследователями из Университета Вермонта, Университета Тафтса и Гарвардского института Висса с использованием стволовых клеток, полученных из эмбрионов африканской когтистой лягушки.

Объединив эти клетки в различные конфигурации, оптимизированные ИИ, ученые смогли создать ботов, которые выполняют разные функции – от ходьбы и плавания до совместной работы в рое, причем их форма определяет их основное поведение.

В настоящее время рецензируемое исследование, опубликованное в научном журнале PNAS, показало, что при придании им правильной формы – напоминающей персонажа видеоигр 80-х годов Pac-Man – боты также способны «спонтанно самовоспроизводиться».

Это возможно с помощью метода, называемого кинематической репликацией, при котором родительские ксеноботы собирают крошечные стволовые клетки лягушки в чашке Петри, используя свои V-образные «рты», объединяя их вместе в более крупные кластеры клеток, которые в конечном итоге становятся новыми детскими ксеноботами.

Подобная репликация до сих пор наблюдалась только на молекулярном уровне и никогда не наблюдалась ни у каких других животных, растений, организмов или клеток.

«Это очень важно», – сказал Майкл Левин, директор Центра открытий Аллена в Университете Тафтса и соруководитель нового исследования.

«Эти клетки имеют геном лягушки, но, не превращаясь в головастиков, они используют свой коллективный разум, пластичность, чтобы сделать что-то поразительное».

Эволюционный алгоритм определил, что фигура Pac-Man наиболее эффективна при репликации живых роботов, при этом каждое нерестится до пяти поколений потомков.

Но до сих пор, независимо от того, какую форму принимают ксеноботы-родители, они способны производить только сферическое потомство, которое немного хуже воспроизводится из-за отсутствия у них V-образного «рта».

«Прямо сейчас мы используем генетически немодифицированные клетки лягушки, и эти клетки естественным образом образуют сферы при контакте друг с другом», – сказал Dezeen ведущий автор исследования Сэм Кригман.

«В будущем планируется изучить, как изменить адгезионные свойства этих клеток, чтобы родители могли формировать потомство с дополнительными формами».

Ксеноботы могут жить в водной среде около пары недель до того, как разложатся.

Есть надежда, что в один прекрасный день живых роботов можно будет использовать для извлечения микропластика из водных путей и создания новых лекарств, которые могут заменить или регенерировать человеческие клетки, борясь со всем, от врожденных дефектов до рака.

Важно отметить, что последнее исследование также показывает, что кинематическая саморепликация возможна в клеточных формах жизни, которые, по словам авторов, «могли сыграть важную роль в происхождении жизни».

«Способность ксеноботов делать то, что они делают, несмотря на то, что они находятся в новой конфигурации, которой не было в линии лягушек, является примером пластичности решения проблем с помощью живых систем», – пояснил Левин.

«Это показывает нам, что жизнь может проявлять интересную и мощную анатомическую архитектуру и поведение, которое не выбирается напрямую. Таким образом, она проливает свет на развитие жизни».

Другие достижения в области объединения робототехники с живыми системами позволили исследователям из Массачусетского технологического института превратить растения в датчики и дисплеи, а также использовать свои биоэлектрические сигналы для управления колесным роботом.

Изображения ©Дуглас Блэкистон и Сэм Кригман.