Слово «робот» викликає образи людина-подібна штучна металева машина (гуманоїд), розроблена та запрограмована на автоматичне виконання деяких завдань за нас. Однак роботи (або боти) можуть бути будь-якої форми чи розміру і можуть бути виготовлені з будь-якого матеріалу (включаючи біологічні матеріали, такі як живі клітини) залежно від дизайну та функціональних вимог. Він може не мати жодної фізичної форми, як у випадку з Siri or Alexa. Роботи — це раціонально сконструйовані артефакти або машини, які демонструють автономність і виконують певні завдання.
Біологічні роботи (або біоботи) використовують живе клітин або тканини як матеріал виготовлення. Як і всі роботи, біоботи також є програмованими машинами, демонструють автономність і виконують певні завдання. Це особливий клас активних живих і рухливих синтетичних структур.
Живі тканини сам по собі, не є роботами. Вони є частинами тварин. Живий клітин стають роботами, коли їх звільняють від звичайних обмежень і запрограмують на бажану форму та функцію шляхом штучного поєднання та формування клітин для демонстрації певної поведінки.
Ксеноботи були першими повністю біологічними біороботами, створеними в лабораторії в 2020 році з використанням яйцеклітин ембріонів виду жаб під назвою Xenopus laevis (звідси назва Xenobots). Це був перший живий штучний організм, що самовідновлюється та самовідтворюється. Живі клітини використовувалися як будівельні блоки, які були звільнені від звичайних обмежень решти ембріона, щоб дати початок новій формі штучного життя, морфологія та особливості якого були штучно «спроектовані». Ксенобот, таким чином, був живим синтетичним організмом. Розробка ксеноботів продемонструвала, що клітини, отримані з ембріона амфібії, можна запрограмувати на бажану форму та функцію, звільнивши природні обмеження. Однак невідомо, чи можна створити біоботів із клітин неземноводних або дорослих.
Зараз вчені повідомили про успішне створення біоботів з використанням дорослих клітин неембріональних людина тканини з можливостями, що перевершують ксеноботів. Цей біобот отримав назву "Антроботи' через його людина походження.
Оскільки ксеноботи були отримані з ембріональних клітин амфібій шляхом індивідуального формування клітин, дослідницька група почала з тестування, чи здатність породжувати біоботів обмежена цими клітинами амфібій, чи інші неамфібійні, неембріональні дорослі клітини також можуть генерувати біоботів? Крім того, якщо насіннєві клітини потрібно обов’язково формувати індивідуально, щоб генерувати біоботів, чи коаксіалізація вихідних насіннєвих клітин також може призвести до самоконструювання біоботів? Для цього замість ембріональних тканин дослідники використовували дорослі соматичні клітини, отримані з людина епітелію легенів і змогли створити нові, багатоклітинні, самоконструюючі, рухливі живі структури без ручного ліплення або використання будь-яких зовнішніх механізмів, що надають форму. Використаний метод є масштабованим. Паралельно створювалися зграї біоботів, які рухалися за допомогою руху війок і жили 45–60 днів. Цікаво, що було також помічено, що антроботи переміщувалися через розриви в моношарах нейронів і індукували ефективне загоєння дефектів in vitro.
Синтез антроботів є важливим, тому що він демонструє, що пластичність клітин для створення біоботів не обмежується клітинами ембріонів або земноводних. Показано, що дорослі соматичні людина дикі клітини без будь-якої генетичної модифікації можуть утворювати нових біоботів без будь-яких зовнішніх механізмів формування.
Anthrobots — це вдосконалення ксеноботів і прогрес у відповідній технології, яка має значні наслідки для виробництва складних тканин для клінічного використання в регенеративна медицина. У майбутньому може стати можливим виробляти антроботів, персоналізованих для кожного пацієнта, і розміщувати їх в організмі, не викликаючи жодної імунної відповіді.
***
Список використаної літератури:
- Блекістон Д. та ін 2023. Біологічні роботи: перспективи нової міждисциплінарної галузі. М'яка робототехніка. Серпень 2023 р. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Гумуська, Г. та інші 2023. Рухливі живі біоботи самоконструюються з дорослої особини Людина Соматичні клітини-попередники. Advanced Science 2303575. опубліковано: 30 листопада 2023 р. DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Університет Тафтса 2023. Новини – вчені створюють крихітних біологічних роботів з Людина Клітини. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Ебрахімхані Мо.Р. і Левін М., 2021. Синтетичні живі машини: нове вікно в життя. iScience Perspective. Том 24, випуск 5, 102505, 21 травня 2021 р. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
