Žodis „robotas“ sukelia vaizdus žmogaus-kaip žmogaus sukurta metalinė mašina (humanoidas), sukurta ir užprogramuota automatiškai atlikti kai kurias užduotis už mus. Tačiau robotai (arba botai) gali būti bet kokios formos ar dydžio ir gali būti pagaminti iš bet kokios medžiagos (įskaitant biologines medžiagas, tokias kaip gyvos ląstelės), priklausomai nuo dizaino ir funkcinių reikalavimų. Jis gali neturėti jokios fizinės formos, kaip tuo atveju "Siri" or Alexa. Robotai yra racionaliai suprojektuoti artefaktai arba mašinos, pasižyminčios autonomiškumu ir atliekančios konkrečias užduotis.
Biologiniai robotai (arba biobotai) naudoja gyvenimą ląstelės arba audinius kaip gamybos medžiagą. Kaip ir visi robotai, biobotai taip pat yra programuojamos mašinos, rodo autonomiją ir atlieka konkrečias užduotis. Tai ypatinga aktyvių gyvų ir judrių sintetinių struktūrų klasė.
Gyvi audiniai Rep, nėra robotai. Jie yra gyvūnų dalys. Gyvieji ląstelės tampa robotais, kai yra išlaisvinti iš įprastų suvaržymų ir užprogramuojami norima forma ir funkcija, dirbtinai sujungiant ir formuojant ląsteles, kad parodytų specifinį elgesį.
„Xenobots“ buvo pirmieji visiškai biologiniai biobotai, sukurti laboratorijoje 2020 m., naudojant kiaušinių ląsteles iš varlių rūšies embrionų. Xenopus laevis (iš čia ir kilo pavadinimas Xenobots). Tai buvo pirmasis gyvas, savaime besitaisantis, savaime besidauginantis dirbtinis organizmas. Gyvos ląstelės buvo naudojamos kaip statybiniai blokai, kurie buvo išlaisvinti nuo įprastų likusio embriono suvaržymų, kad būtų sukurta nauja dirbtinio gyvenimo forma, kurios morfologija ir savybės buvo dirbtinai „sukurtos“. Taigi Xenobot buvo gyvas sintetinis organizmas. Ksenobotų kūrimas parodė, kad ląstelės, gautos iš varliagyvių embriono, gali būti užprogramuotos norima forma ir funkcionuoti, atleidžiant natūralius apribojimus. Tačiau nebuvo žinoma, ar biobotai gali būti sukurti iš ne varliagyvių ar suaugusiųjų ląstelių.
Dabar mokslininkai pranešė apie sėkmingą biobotų konstravimą, naudojant suaugusiųjų ląsteles iš ne embrionų žmogaus audinys, turintis daugiau nei Xenobots galimybes. Šis biobotas buvo pavadintas "Antrobotai' dėl jo žmogaus kilmė.
Kadangi ksenobotai buvo gauti iš varliagyvių embrioninių ląstelių formuojant ląsteles atskirai, tyrimo grupė pradėjo nuo bandymų, ar gebėjimas sukelti biobotus apsiriboja šiomis varliagyvių ląstelėmis, ar kitos ne varliagyvių, ne embrioninės suaugusios ląstelės taip pat gali sukurti biobotus? Be to, jei sėklines ląsteles būtinai reikia formuoti atskirai, kad būtų sukurti biobotai, arba jei pradinių sėklinių ląstelių įkalbinėjimas taip pat gali sukelti biobotų savarankišką kūrimą? Tam vietoj embrioninių audinių mokslininkai naudojo suaugusiųjų somatines ląsteles, gautas iš žmogaus plaučių epitelį ir sugebėjo sukurti naujas, daugialąstes, savarankiškai besikuriančias, judrias gyvas struktūras, nedarant skulptūrų rankiniu būdu ar nenaudodami jokios išorinės formos suteikiančios mašinos. Naudojamas metodas yra keičiamas. Lygiagrečiai buvo gaminami biobotų būriai, kurie judėjo blakstienų varomu varikliu ir gyveno 45–60 dienų. Įdomu tai, kad taip pat buvo pastebėta, kad antrobotai judėjo per neuronų vienasluoksnių sluoksnių pertraukas ir paskatino veiksmingą defektų gijimą in vitro .
Anthrobots sintezė yra reikšmingas, nes parodo, kad ląstelių plastiškumas, sukeliantis biobotus, neapsiriboja embrioninėmis ar varliagyvių ląstelėmis. Jis parodė, kad suaugusiųjų somatinės žmogaus laukinės ląstelės be jokios genetinės modifikacijos gali sudaryti naujus biobotus be jokios išorinės formą suteikiančios mašinos.
Anthrobots yra patobulinimas, palyginti su Xenobots, ir atitinkamos technologijos pažanga, turinti reikšmingos įtakos sudėtingų audinių gamybai klinikiniam naudojimui. regeneracinė medicina. Ateityje gali būti įmanoma sukurti kiekvienam pacientui pritaikytus Anthrobots ir panaudoti juos organizme nesukeliant jokio imuninio atsako.
***
Nuorodos:
- Blackistonas D. et al 2023. Biologiniai robotai: besiformuojančios tarpdisciplininės srities perspektyvos. Minkšta robotika. 2023 m. rugpjūčio mėn. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Gumuskaya, G. et al. 2023. Motile Living Biobots Self-Construct from Adult Žmonių Somatinės progenitorinės sėklinės ląstelės. Advanced Science 2303575. paskelbta: 30 m. lapkričio 2023 d. DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Tufts universitetas 2023. Naujienos – mokslininkai kuria mažyčius biologinius robotus iš Žmonių Ląstelės. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Ebrahimkhani Mo.R. ir Levin M., 2021. Sintetinės gyvos mašinos: naujas langas į gyvenimą. iMokslo perspektyva. 24 tomas, 5 leidimas, 102505, 21 m. gegužės 2021 d. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
