Forskare har anpassat levande celler och skapat nya levande maskiner. Kallas xenobot, dessa är inte en ny art av djur utan rena artefakter, designade för att tjäna mänskliga behov i framtiden.
Om bioteknik och genteknik var discipliner som lovade enorm potential för mänsklig förbättring, så är här "xenobots', ett steg framåt, en produkt av samspelet mellan vetenskapen om datoranvändning och utvecklingsbiologi som båda är nya inom vetenskapen och har enorma möjliga tillämpningar, inklusive inom medicin och miljövetenskap.
Den nya varelsen, xenobots, designades först på en superdator vid Universality of Vermont och sedan monterades och testades av biologer vid Tufts University.
Dataforskare skapade först tusentals möjliga kandidatdesigner för de nya livsformerna med hjälp av evolutionära regler eller algoritmer. Drivna av biofysikreglerna förfinades framgångsrika konstruktioner eller simulerade varelser ytterligare och de mest lovande konstruktionerna valdes ut för testning.
Sedan tog biologerna över i att överföra in silico-designen till livsform. De använde äggcellerna från embryon från grodan Xenopus laevis (Xenobots, den levande robotar har fått sitt namn från denna groda) och skördade stamcellerna. Dessa skördade stamceller separerades och hudceller och hjärtmuskelceller skars och sammanfogades i nära tillnärmning till de mönster som kommit fram till tidigare.
Dessa sammansatta, omkonfigurerade livsformer var funktionella – hudceller bildade någon form av arkitektur medan muskelcellerna kunde påverka sammanhängande rörelse. Under de senare testerna visade sig xenobots ha utvecklats för att utföra förflyttning, objektmanipulation, objekttransport och kollektivt beteende. Vidare kan de tillverkade xenootsna själv underhålla och reparera sig själva i händelse av skada och rivsår.
Dessa datorer designade varelser skulle kunna användas för intelligent läkemedelstillförsel. De kan också hjälpa till att städa upp giftigt avfall. Men mer än någon applikation är det en bedrift inom vetenskapen.
***
Referensprojekt
1. Kriegman S el al, 2020. En skalbar pipeline för att designa omkonfigurerbara organismer. PNAS 28 januari 2020 117 (4) 1853-1859; publicerades först 13 januari 2020 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1910837117
2. University of Vermont News 2020. Teamet bygger de första levande robotarna. Publicerad 13 januari 2020. Tillgänglig på https://www.uvm.edu/uvmnews/news/team-builds-first-living-robots.
***
