Ксеноботы, способные к размножению, впервые созданы в лаборатории

Окрашенное изображение ксенобота (выделен красным цветом) и сгустка стволовых клеток (выделен зелёным) — его будущего "отпрыска".

Окрашенное изображение ксенобота (выделен красным цветом) и сгустка стволовых клеток (выделен зелёным) — его будущего "отпрыска".
Фото Douglas Blackiston.

Окрашенное изображение ксенобота (выделен красным цветом) и сгустка стволовых клеток (выделен зелёным) — его будущего "отпрыска".

Американские учёные создали первых "живых" роботов. В ход пошли эмбриональные стволовые клетки гладкой шпорцевой лягушки (Xenopus laevis). Совершенно новый тип искусственной "живой" системы получил название "живой программируемый организм".

На первом этапе работы учёные разработали компьютерный алгоритм, который помог исследователям подобрать идеальную форму "кандидата в живые существа", подходящую для решения определённых задач. После этого учёные воссоздали предложенные искусственным интеллектом структуры в чашке Петри.

Доселе невиданные "существа" — ксеноботы — с геномом шпорцевой лягушки состояли лишь из клеток кожи и сердца земноводного. Они могли самостоятельно двигаться и даже перемещать небольшие объекты по запрограммированной траектории. Этот эксперимент был проведён ещё в 2020 году.

Однако все живые организмы, чтобы действительно считаться таковыми, должны обладать способностью к размножению. Именно этого добилась в ходе своей последней работы исследовательская группа.

Теперь ксеноботы способны находить во внешней среде подходящие стволовые клетки, группировать их и собирать из них маленьких "ксеноботят" прямо у себя во "рту" – треугольном углублении в теле, которое делает их похожими на Пакмана, персонажа популярной видеоигры 80-х годов прошлого века.

Через несколько дней после такой сборки эти группы клеток становятся полноценными ксеноботами, такими же как и их "родители" и способными на дальнейшее размножение.

Им не нужно "отдавать приказ", чтобы они приступали к этому делу. Ксеноботы начинают "делать детей" совершенно спонтанно, как это происходит и у настоящих живых организмов.

Это потрясающее достижение удивило даже самих его создателей.

Несмотря на то, что "живая система" состоит из тканей живой лягушки и обладает идентичным ей геномом, она размножается уникальным образом, недоступным для растений и животных. Этот способ размножения называется кинематической репликацией, и он встречается на уровне отдельных молекул. Однако никогда ранее исследователи не видели, чтобы полноценные организмы воспроизводили себе подобных таким образом.

Искусственная жизнь, способная к размножению и выполнению разнообразных задач… Если представить, что может пойти не так в подобном эксперименте, становится, мягко говоря, не по себе.

Что, если эта система выйдет из-под контроля или так или иначе ускользнёт из стен лаборатории? Что, если она сможет эволюционировать и встроиться в реальные экосистемы? Всё это вызывает самые серьёзные опасения. Впрочем, для саморепликации ксеноботам всё же нужен особый строительный материал.

Авторы новой работы отмечают, что они сами устрашающих сценариев не боятся. Ведь существование живых машин размером не более миллиметра — это вовсе не то же самое, что риск новой пандемии, глобальное загрязнение окружающей среды и изменение климата планеты.

Создатели ксеноботов считают, что их система очень даже нужна миру и идеально подходит для решения всех этих серьёзнейших проблем современности. Ксеноботы не только могут очищать жидкие среды от загрязняющих веществ, но и помогать в разработке новых лекарств.

Для этого достаточно поставить перед искусственным интеллектом задачу собрать организм, выполняющий те или иные функции. Далее машина предложит варианты того, как может выглядеть самая подходящая для этого живая система.

Такой метод позволит использовать ксеноботов в самых разнообразных медицинских целях.

"Если мы можем приказать набору клеток делать то, что мы хотим, в конечном счёте, это [поможет в развитии] регенеративной медицины — заживлении травматических повреждений, врождённых дефектов, лечении рака и профилактике старения, – говорит один из ведущих авторов исследования Майкл Левин (Michael Levin) из Гарвардского университета.

Выдающиеся перспективы. Работа исследователей из США была опубликована в издании PNAS.

Напомним, ранее мы рассказывали о том, как полусинтетическая бактерия впервые создала новый для науки белок. Также мы сообщали о том, что искусственные клетки крови оказались даже лучше настоящих.

К слову, писали мы и о "клетке-франкенштейне" с полностью искусственной ДНК и также способной к размножению.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".