Ľudia sa už od nepamäti snažia využívať živé organizmy pre svoj úžitok. Či už sú to klasické hospodárske zvieratá, alebo druhy, ktoré sa využívajú na pokusy či genetické úpravy. Minulý rok však vedci túto hranicu posunuli na novú úroveň, keď sa im pomocou embryonálnych buniek žiab podarilo vytvoriť programovateľných robotov.

Živé robotické systémy

V súčasnosti rovnaká skupina vedcov tvrdí, že roboti zo živých buniek sa teraz dokážu rozmnožovať spôsobom, ktorý u žiadnych rastlín či zvierat nebol nikdy pozorovaný. Na tému upozornil portál CNN.

Reč je o robotoch známych ako xenoboti (odvodený názov africkej žaby Xenopus laevis, ktorej kmeňové bunky boli pre tento experiment využité). Za bežných okolností by sa tieto bunky vyvinuli v rôzne orgány či kožu, no namiesto toho sa v tomto prípade pomocou vedy a algoritmov podarilo vytvoriť prvých robotov, ktorí sú vytvorení zo živých buniek.

Zobraziť celú galériu (1)

Farebný obraz xenobota (červená) a jeho potomka (zelená). Douglas Blackiston

Nejedná sa o však tradične vyzerajúcich robotov zo sci-fi filmov. Ide o úplne malé organizmy, ktoré sú plne programovateľné a obsahujú viac ako 3000 živých buniek. Dokážu sa pohybovať a dokonca prenášať aj určité zaťaženie.

Roboti zo živých organizmov svojim tvarom tak trochu pripomínajú legendárneho Pac-Mana. Ako však píše portál ScienceAlert, táto podoba s dnes už ikonickou videohrou je na xenobotoch tou najmenšou zvláštnosťou. „Nie sú to ani roboti, ani žiadny známy druh zvierat. Je to nová trieda artefaktov: živý programovateľný organizmus,“ cituje zainteresovaného odborníka Joshua Bongarda portál ScienceAlert.

Tentokrát vedci vo svojom novom výskume publikovanom periodiku PNAS posunuli hranice nemožného a prinútili xenobotov k replikácii. Xenoboti sú robotické organizmy veľké približne jeden milimileter, ktoré sa dokážu pohybovať, vzájomne spolupracovať a dokonca aj liečiť/opravovať.

V rámci novej štúdie sa vedcom podarilo xenobotov prinúť samoreplikovať, pričom táto replikácia nebola podobná žiadnemu druhu reprodukčných spôsobov aké bežne pozorujeme pri biologických formách života.

Namiesto toho sa ukázalo, že ak do Petriho misky umiestnime do tesnej blízkosti väčšie množstvo xenobotov, ich vzájomný pohyb povedie k hromadeniu ďalších voľných buniek plávajúcich v tomto roztoku. Akonáhle sa na seba natlačilo dostatočné množstvo buniek, vznikla akási agregovaná kopa, ktorá sa považuje za potomka xenobota. Potomok pritom dokáže sám plávať a hromadiť ďalšie potomstvo.

Jednoducho povedané, vedci vložili 12 xenbotov do Petriho misky, kde sa okrem nich nachádzalo približne 60 000 jednotlivých kmeňových buniek. Pohybom xenoboti začali hromadiť kmeňové bunky do kôp, ktoré predstavovali novú generáciu organizmov, ktoré toto správanie opakovali – hromadili ďalšie bunky do kôp, upozorňuje portál NewScientist.

V každom „replikačnom kole“ sa vytváralo stále menej a menej potomkov, až napokon potomstvo tvorené z menej ako 50 buniek stratilo svoju schopnosť pohybu a replikácie.

K takejto replikácii však dochádzalo len veľmi zriedka a za určitých špecifických podmienok. Takýto druh replikácie je známy ako „spontánna kinematická sebareplikácia“, čo je proces, o ktorom vieme, že sa odohráva na molekulárnej úrovni, avšak nikdy nebol pozorovaný na úrovni buniek či dokonca v živých mnohobunkových systémoch akým sú xenoboti.

Vedci vo svojej štúdii zdôrazňujú, že kinematická sebareplikácia nebola nikdy pozorovaná u žiadnych rastlín či zvierat a ich výskum poukazuje, ako sa aj bez genetickej modifikácie dokážu biologické entity prispôsobiť svojmu prostrediu.

Autori taktiež prostredníctvom simulácií a umelej inteligencie zistili, že niektoré tvary tela týchto organizmov zosilnili reprodukciu, iné ju naopak utlmili. Ukázalo sa, že k najlepšej reprodukcii dochádzala u xenobotov v tvare písmena C. Presnejšie xenoboti v tvare Pac-Mana vyprodukovali až štyri generácie potomkov, zatiaľ čo ich sférickí súrodenci vyprodukovali iba dve generácie.