Створено перші у світі «ксеноботи», що самовідтворюються

“Живі робот” розроблені на основі клітин жаби Xenopus laevis. Група вчених з університетів Вермонта, Тафта та Гарварда створили перших у світі живих роботів, які здатні до самовідтворення. Їх назвали «ксеноботи»: в основі їхнього механізму лежать стовбурові клітини гладкої шпорцевої жаби Xenopus laevis .

Концепція ксеноботів представлена ​​ще у 2020 році: це мікророботи, які проектуються із клітин за допомогою комп’ютера. Батьківський об’єкт ксенобота складається з приблизно 3000 клітин, з’єднаних у сферу. З них може з’являтися потомство, але система відмирає. Наразі вчені змогли продовжити термін її активності.

За допомогою програми штучного інтелекту алгоритм протестував мільярди форм тіл, щоб знайти оптимальну для «кінематичної реплікації». Так називається процес, у якому молекули формують свої копії з допомогою об’єднання з «будівельними блоками». Виявилося, що ідеальною є форма, що нагадує Пакмана (Pac-Man), персонажа японських відеоігор.

Плаваючи чашці Петрі у сольовому розчині, батьківська сфера знаходить окремі клітини, збирає їх усередині свого «рота» і потім виробляє ксеноботів-«дитинчат». За кілька днів це покоління стає дорослим, виглядає і рухається так само, як і «батьки». Поміщені в нову чашку Петрі, «діти» так само притягують клітини, що вільно плавають, і створюють свої копії.

У звичайних умовах ці клітини покривали б тіло пуголовка, не даючи проникнути в організм хвороботворним мікроорганізмам та перерозподіляючи слиз. У нових умовах вони поводяться по-іншому: вони, як і раніше, несуть у собі геном жаби, але замість перетворення на пуголовків використовують свій колективний розум і пластичність, щоб зробити «щось вражаюче». Жодна тварина чи рослина, відома науці, не відтворюється таким чином.

Відкриття цікаве з кількох точок зору. Ксеноботи можуть проникати в середу, куди не зможуть потрапити звичайні роботи. За допомогою них вдасться знаходити сліди радіоактивного забруднення, витягувати мікропластик з океану або пересуватися кровоносними судинами, очищаючи їх від бляшок.

А у науковому сенсі цей прорив показує абсолютно нову модель відтворення: кінематичну самореплікацію. Цей процес відомий на молекулярному рівні, але його раніше не спостерігали у масштабах клітини чи організму. На початку життя на Землі кінематична самореплікація в молекулах могла зіграти свою еволюційну роль, але досі невідомо, чи могли ця модель брати участь у зародження життя. Можливо, тепер вчені на крок наблизилися до відповіді.