The word ‘robot’ evokes images of žmogaus-like manmade metallic machine (humanoid) designed and programmed to automatically perform some tasks for us. However, robots (or bots) can be of any shape or size and can be made of any material (including biological materials such as living cells) depending on design and functional requirements. It may not have any physical form as in the case of "Siri" or Alexa. Robotai yra racionaliai suprojektuoti artefaktai arba mašinos, pasižyminčios autonomiškumu ir atliekančios konkrečias užduotis.
Biological robots (or biobots) use living ląstelės or tissues as fabrication material. Like all robots, biobots also are programmable machines, display autonomy and perform specific tasks. These are a special class of active living and motile synthetic structures.
Gyvi audiniai Rep, are not robots. They are parts of animals. The living ląstelės become robots when they are liberated from the normal constraints and programmed into desired form and function by artificially combining and shaping the cells to display specific behaviour.
„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.
Scientists have now reported successful construction of biobots using adult cells from non-embryonic žmogaus tissue with capabilities beyond Xenobots. This biobot has been named ‘Antrobotai’ because of its žmogaus kilmė.
Since Xenobots were derived from amphibian embryonic cells by moulding cells individually, the research team began with testing if ability to give rise to biobots is limited to these amphibian cells or, other non-amphibian, non-embryonic adult cells also can generate biobots? Further, if the seed cells need to be necessarily sculpted individually to generate biobots or if coaxing of initial seed cells also can lead to self-construction of biobots? For this, instead of embryonic tissues, the researchers used adult, somatic cells derived from žmogaus lung epithelium and were able to generate novel, multicellular, self- constructing, motile living structures without manual sculping or using any external form-giving machinery. The method used is scalable. Swarms of biobots in parallel were produced which moved via cilia- driven propulsion and lived for 45–60 days. Interestingly, it was also observed that Anthrobots moved across breaks in neuronal monolayers and induced efficient healing of defects in vitro.
Anthrobots sintezė is significant because it demonstrates that plasticity of cells to give rise to biobots is not limited to embryonic or amphibian cells. It has shown that adult somatic žmogaus wild cells without any genetic modification can form novel biobots without any external form-giving machinery.
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 Somatic Progenitor Seed Cells. Advanced Science 2303575. published: 30 November 2023 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Tufts University 2023. News – Scientists Build Tiny Biological Robots from 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
***
