Sõna "robot" kutsub esile pilte inim-- nagu inimese loodud metallist masin (humanoid), mis on loodud ja programmeeritud täitma meie eest automaatselt mõningaid ülesandeid. Robotid (või robotid) võivad aga olla mis tahes kuju või suurusega ning olenevalt disainist ja funktsionaalsetest nõuetest valmistatud mis tahes materjalist (sh bioloogilistest materjalidest, näiteks elusrakkudest). Sellel ei pruugi olla füüsilist vormi nagu näiteks Siri or Alexa. Robotid on ratsionaalselt kujundatud artefaktid või masinad, mis näitavad autonoomiat ja täidavad konkreetseid ülesandeid.
Bioloogilised robotid (või biobotid) kasutavad elamist rakkude või kudesid tootmismaterjalina. Nagu kõik robotid, on ka biobotid programmeeritavad masinad, kuvavad autonoomiat ja täidavad konkreetseid ülesandeid. Need on aktiivsete elujõuliste ja liikuvate sünteetiliste struktuuride eriklass.
Eluskuded Rep, ei ole robotid. Need on loomade osad. Elavad rakkude saavad robotiteks, kui nad vabanevad tavalistest piirangutest ja programmeeritakse soovitud vormi ja funktsiooni, kombineerides ja kujundades rakke kunstlikult, et näidata konkreetset käitumist.
Ksenobotid olid esimesed täielikult bioloogilised biobotid, mis loodi laboris 2020. aastal, kasutades konnaliigi embrüote munarakke. Xenopus laevis (sellest ka nimi Xenobots). See oli esimene elav, iseparanev, isepaljunev tehisorganism. Elusrakke kasutati ehitusplokkidena, mis vabastati ülejäänud embrüo normaalsetest piirangutest, et tekitada uus kunstliku elu vorm, mille morfoloogia ja omadused olid kunstlikult "kujundatud". Seega oli Xenobot elav sünteetiline organism. Xenobotide väljatöötamine näitas, et kahepaikse embrüost saadud rakke saab programmeerida soovitud vormi ja funktsiooni, vabastades looduslikud piirangud. Siiski ei olnud teada, kas bioboteid saab luua mittekahepaiksete või täiskasvanud rakkudest.
Teadlased on nüüd teatanud edukast biobotite ehitamisest, kasutades täiskasvanud mitteembrüonaalseid rakke inim- kude, mille võimalused on väljaspool Xenobotit. Sellele biobotile on antud nimiAntrobotid' selle tõttu inim- päritolu.
Kuna ksenobotid saadi kahepaiksete embrüonaalsetest rakkudest rakkude individuaalse vormimise teel, alustas uurimisrühm katsetamisega, kas biobotite tekitamise võime piirdub nende kahepaiksete rakkudega või võivad bioboteid tekitada ka muud täiskasvanud rakud, mis ei ole kahepaiksed, mitteembrüonaalsed rakud? Lisaks, kui seemnerakud tuleb biobotite genereerimiseks tingimata individuaalselt kujundada või kui esialgsete seemnerakkude meelitamine võib samuti viia biobotite isekonstrueerimiseni? Selleks kasutasid teadlased embrüonaalsete kudede asemel täiskasvanud somaatilisi rakke inim- kopsuepiteel ja suutsid luua uudseid, mitmerakulisi, isekonstrueerivaid, liikuvaid elusstruktuure ilma käsitsi vormimiseta või väliseid vormi andvaid masinaid kasutamata. Kasutatav meetod on skaleeritav. Paralleelselt tekkisid biobotite sülemid, mis liikusid ripsmetest juhitava tõukejõu kaudu ja elasid 45–60 päeva. Huvitaval kombel täheldati ka seda, et Anthrobots liikusid üle neuronaalsete monokihtide pauside ja kutsusid esile defektide tõhusa paranemise in vitro .
Anthrobotide süntees on oluline, kuna see näitab, et rakkude plastilisus biobotite tekkeks ei piirdu ainult embrüonaalsete või kahepaiksete rakkudega. See on näidanud, et täiskasvanud somaatiline inim- looduslikud rakud ilma igasuguse geneetilise modifikatsioonita võivad moodustada uusi bioboteid ilma välise vormi andva masinata.
Anthrobots on Xenobotidega võrreldes edasiarendus ja asjakohase tehnoloogia edasiminek, millel on oluline mõju keerukate kudede tootmisele kliiniliseks kasutamiseks. regeneratiivne meditsiin. Tulevikus võib osutuda võimalikuks toota iga patsiendi jaoks isikupärastatud Anthrobotid ja rakendada need kehas ilma immuunvastust esile kutsumata.
***
viited:
- Blackiston D. et al 2023. Bioloogilised robotid: esilekerkiva interdistsiplinaarse valdkonna perspektiivid. Pehme robootika. august 2023. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Gumuskaja, G. et al. 2023. Motile Living Biobots Self-Construct from Adult Inimene Somaatilised eellasrakud. Advanced Science 2303575. avaldatud: 30. november 2023 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Tuftsi ülikool 2023. Uudised – teadlased ehitavad pisikesi bioloogilisi roboteid Inimene Rakud. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Ebrahimkhani Mo.R. ja Levin M., 2021. Sünteetilised elavad masinad: uus aken elule. iScience'i vaatenurk. 24. köide, 5. number 102505, 21. mai 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
