Крошечные живые роботы, созданные из человеческих клеток, удивляют ученых
Команда из Университета Тафтса и Института Уисса при Гарвардском университете назвала эти творения антропоботами. Исследование основывается на более ранних работах тех же ученых, которые создали первых живых роботов, или ксеноботов, из стволовых клеток, полученных из эмбрионов африканской когтистой лягушки (Xenopus laevis).
"Некоторые люди считали, что особенности ксеноботов во многом зависят от того, что они эмбриональные и амфибийные", - говорит автор исследования Майкл Левин, профессор биологии имени Ванневара Буша в Школе искусств и наук Тафтса.
"Я не думаю, что это как-то связано с тем, что они эмбрионы. Это не связано с тем, что это лягушка. Я думаю, что это гораздо более общее свойство живых существ", - сказал он.
"Мы не осознаем всех способностей, которыми обладают клетки нашего собственного тела".
Будучи живыми, антроботы не были полноценными организмами, потому что у них не было полного жизненного цикла, говорит Левин.
"Это напоминает нам о том, что мы оперируем жесткими бинарными категориями: робот ли это, животное ли это, машина ли это? Такие вещи не очень хорошо нам подходят. Нам нужно выйти за эти рамки".
Исследование было опубликовано в четверг в журнале Advanced Science.
Как они их создали?
Ученые использовали взрослые человеческие клетки из трахеи, или дыхательной трубки, от анонимных доноров разного возраста и пола. По словам соавтора исследования Гизема Гумуская (Gizem Gumuskaya), докторанта из Тафтса, этот тип клеток был относительно легкодоступен, так как к ним проводились работы по изучению Covid-19 и заболеваний легких, и, что еще важнее, они обладали одной особенностью, которая, по мнению ученых, делает клетки способными к движению.
Клетки трахеи покрыты волосовидными выступами, называемыми ресничками, которые машут туда-сюда. Они обычно помогают трахеальным клеткам выталкивать крошечные частицы, которые попадают в дыхательные пути легких. Предыдущие исследования также показали, что эти клетки могут образовывать органоиды - скопления клеток, широко используемые для исследований.
Гумусская экспериментировала с химическим составом условий роста трахеальных клеток и нашла способ побудить реснички органоидов быть направленными наружу. Когда она нашла подходящую матрицу, органоиды стали подвижными уже через несколько дней, а реснички действовали как весла.
"Ничего не происходило ни в первый, ни во второй, ни в четвертый, ни в пятый день, но, как это обычно бывает в биологии, примерно на седьмой день произошел быстрый переход", - говорит она. "Это было похоже на распускающийся цветок. К седьмому дню реснички перевернулись и оказались снаружи".
"В нашем методе каждый антробот вырастает из одной клетки".
Именно эта самосборка делает их уникальными. По словам Левина, биологические роботы уже создавались другими учеными, но они конструировались вручную - путем изготовления формы и высева клеток, которые должны были жить на ней.
Разные формы и размеры
Созданные командой антропоботы не были одинаковыми.
Некоторые из них были сферическими и полностью покрыты ресничками, в то время как другие по форме напоминали футбольный мяч и были покрыты ресничками неравномерно. Они также двигались по-разному: одни по прямой, другие - по кругу, а третьи сидели и извивались, говорится в пресс-релизе исследования. В лабораторных условиях они выживали до 60 дней.
По словам Левина и Гумусской, эксперименты, описанные в последнем исследовании, находятся на ранней стадии, но их цель - выяснить, могут ли муравьиные роботы найти применение в медицине. Чтобы понять, возможно ли такое применение, исследователи проверили, способны ли антроботы перемещаться по человеческим нейронам, выращенным в лабораторной посуде, которые были "поцарапаны" для имитации повреждений.
Они были удивлены тем, что антроботы способствовали росту поврежденной области нейронов, хотя исследователи пока не понимают механизма заживления, отмечается в исследовании.
Фальк Таубер, руководитель группы из Фрайбургского центра интерактивных материалов и биоинспирированных технологий при Фрайбургском университете в Германии, сказал, что исследование дает основу для будущих попыток использовать биороботов для различных функций и создавать их в разных формах.
Таубер, который не принимал участия в исследовании, сказал, что биороботы демонстрировали "удивительное поведение", в частности, когда они перемещались по человеческим нейронам и в конечном итоге закрывали их.
По его словам, возможность создания таких структур из собственных клеток пациента предполагает разнообразное применение как в лаборатории, так и, возможно, в организме человека.
По словам Левина, он не считает, что роботы-муравьи представляют собой какую-либо этическую проблему или проблему безопасности. По его словам, они не создаются из человеческих эмбрионов, исследования которых строго ограничены, и не подвергаются генетической модификации.
"У них очень ограниченная среда, в которой они живут, поэтому нет никакой возможности, что они каким-то образом выберутся или будут жить за пределами лаборатории. Они не могут жить вне этой очень специфической среды", - сказал он. "У них естественный срок жизни, поэтому через несколько недель они просто плавно разлагаются".
Lesen Sie auch:
- Мнение: Зловещее предупреждение Лиз Чейни
- Массивная экзопланета, вращающаяся вокруг маленькой звезды, ставит под сомнение теории формирования планет
- После акций в Польше: Словацкие дальнобойщики также блокируют границу с Украиной
- Защитник конституции об угрозе террора: Усиление угрозы
Источник: edition.cnn.com
