Žaby ako darcovia buniek

Roboty vytvorené z kmeňových buniek žaby africkej vedci prvýkrát predstavili v roku 2020. Presnejšie pomenovanie – xenobot – získali práve kvôli latinskému názvu obojživelníkov (xenopus laevis). Vznikla tak hybridná forma života, ani stroj, ani organizmus. Základ na ich vytvorenie predstavovalo srdce žiab a počítačový algoritmus, prostredníctvom ktorého sa chirurgicky vytvarovali bunky o niečo väčšie než zrnko piesku. jej bunky služili na planovany experimern

Od ostatných druhov sa odlišuje pazúrmi. Žaba africká poslúžila ako zdroj buniek, vďaka ktorým bol experiment možný.

Reprodukčný proces je v ich prípade úplne odlišný od akéhokoľvek druhu rastlín alebo zvierat. Namiesto toho rastú prijímaním voľne plávajúcich žabích buniek v Petriho miske, čím vytvárajú niekoľko generácií takmer identických organizmov. Počas tejto akcie pripomínajú xenoboty slávnu postavičku z populárnej videohry, Pac-Mana. Pohybujú sa v divokých špirálach, ich otvorené „ústa“ naháňajú voľne plávajúce kožné bunky. Bunky majú tendenciu lepiť sa k sebe, preto je výsledkom miska plná xenobotov.

Hoci je táto samo-replikácia pomerne delikátny proces, zatiaľ možný len v starostlivo kontrolovanej laboratórnej miske, výskumníci dúfajú, že ponúka nový prísľub pre roboty skonštruované z biologických materiálov.

Technológia plus živý organizmus

„Schopnosť vytvoriť si kópiu seba samého je najlepším spôsobom ako sa uistiť, že budete pokračovať v tom čo robíte,“ povedal Sam Kriegman, počítačový vedec a postdoktorand z Wyssovho inštitútu na Univerzite v Harvarde. Výskumný ústav svoju prácu cieli na vývoj biologických materiálov a prístrojov, ktoré by sa dokázali využiť nielen v medicíne, ale aj v bežnom živote. V rámci premeny technologických objavov do komerčných produktov spolupracuje s mnohými univerzitami a laboratóriami.

INZERCIA

Kriegman a jeho kolegovia, vrátane počítačového vedca Joshuu Bongarda z Vermontskej univerzity pracovali na vývine xenobotov už roky. Milimetrové kmeňové bunky pri vzájomnom kontakte prirodzene vytvoria sférické guľôčky pokryté drobnými riasami alebo vlasovými štruktúrami, ktoré môžu poháňať guľôčky okolo.

Keďže dochádza k spájaniu živých organizmov so softvérovými príkazmi, programovanie botov nie je také jednoduché ako zadávanie príkazov do kódu. V konečnom dôsledku kontrola nad xenobotmi spočíva v ovládaní ich tvarov. Práve tu vstupuje do hry umelá inteligencia. Intuíciou sa nedokáže presne odhadnúť čo sa stane, keď sa zmení tvar bunky. Počítačové simulácie však môžu prechádzať miliardami tvarov a veľkostí v priebehu dní alebo týždňov. Výskumníci dokonca vedia vďaka algoritmu meniť prostredie okolo simulovaných xenobotov.

Dokážu nám niekedy pomôcť?

Po tom, čo počítačové simulácie naznačili, že tvar Pac-Mana by mohol byť efektívnejší, výskumníci testovali tieto xenoboty v „polievke“ kmeňových buniek. Zistili, že priemer potomkov xenobotov Pac-Man bol o 149 % väčší ako potomkov guľovitých modelov. Vďaka vylepšeniam veľkosti si hybridné bunky vytvárajú svoje vlastné potomstvo. Namiesto iba jednej generácie replikácie xenobotov vedci zistili, že boli schopné dosiahnuť tri alebo štyri.

Vytvorený systém je stále dosť krehký a náročný proces si vyžaduje veľa času a energie. Obavy, že by sa xenoboty dostali z misky von a ovládli svet však nie sú na mieste. „Stačí, nech kýchnutím kontaminujú misku a experiment sa za krátky čas zničí,“ poznamenal Kriegman. To tiež znamená, že xenoboty nie sú celkom pripravené stať sa pracovnými robotmi. Výskumníci stále pracujú na testovaní rôznych tvarov pre rôzne úlohy.

S využitím umelej inteligencie by sme mohli predĺžiť životnosť našej planéty. zdroj: pexels.com

Ak si odmyslíme samotné naprogramované bunky, pokus okrem objavu priniesol aj nový pohľad na vedu, ktorý by sa mohol okamžite začleniť do robotiky. Umelá inteligencia sa môže použiť na navrhovanie robotov tak, aby sa dokázali replikovať. Úspešnosť výsledku značí, že vytváranie umelej inteligencie pomocou biologických materiálov dokáže napredovať k lepšiemu.

Využitie xenobotov by sa mohlo uplatniť napríklad pri zbieraní plastov a toxických látok v oceáne. Takisto by dokázali vyčistiť upchaté tepny v ľudskom tele alebo identifikovať rádioaktívne molekuly v prostredí neprístupnom pre človeka.

Zdroje: www.livescience.com, www.presstories.com

Zdroj titulnej fotografie: pinterest.com