Слова "робат" выклікае вобразы чалавек-падобная на штучную металічную машыну (гуманоід), распрацаваную і запраграмаваную для аўтаматычнага выканання некаторых задач для нас. Тым не менш, робаты (або боты) могуць быць любой формы або памеру і могуць быць зроблены з любога матэрыялу (уключаючы біялагічныя матэрыялы, такія як жывыя клеткі) у залежнасці ад канструкцыі і функцыянальных патрабаванняў. Ён можа не мець ніякай фізічнай формы, як у выпадку з Siri or Alexa. Робаты - гэта рацыянальна распрацаваныя артэфакты або машыны, якія дэманструюць аўтаномнасць і выконваюць пэўныя задачы.
Біялагічныя робаты (або біяробаты) выкарыстоўваюць жывое клетак або тканіны ў якасці вырабнага матэрыялу. Як і ўсе робаты, біяробаты таксама з'яўляюцца праграмуемымі машынамі, дэманструюць аўтаномнасць і выконваюць пэўныя задачы. Гэта асаблівы клас актыўна жывых і рухомых сінтэтычных структур.
Жывыя тканіны сам па сабе, не з'яўляюцца робатамі. Яны з'яўляюцца часткамі жывёл. Жывыя клетак становяцца робатамі, калі іх вызваляюць ад нармальных абмежаванняў і запраграмуюць у жаданую форму і функцыі шляхам штучнага аб'яднання і фарміравання клетак для дэманстрацыі пэўных паводзін.
Ксенаботы былі першымі цалкам біялагічнымі біяробатамі, створанымі ў лабараторыі ў 2020 годзе з выкарыстаннем яйкаклетак эмбрыёнаў віду жаб пад назвай Xenopus Laevis (адсюль назва Xenobots). Гэта быў першы жывы штучны арганізм, які аднаўляецца і самаўзнаўляецца. Жывыя клеткі выкарыстоўваліся ў якасці будаўнічых блокаў, якія былі вызвалены ад нармальных абмежаванняў астатняга эмбрыёна, каб даць пачатак новай форме штучнага жыцця, марфалогія і асаблівасці якога былі штучна «спраектаваны». Ксенабот, такім чынам, быў жывым сінтэтычным арганізмам. Распрацоўка ксенаботаў прадэманстравала, што клеткі, атрыманыя з эмбрыёна амфібіі, можна запраграмаваць на патрэбную форму і функцыянаванне шляхам вызвалення натуральных абмежаванняў. Аднак не было вядома, ці можна стварыць біяробатаў з клетак неамфібій або дарослых клетак.
Цяпер навукоўцы паведамілі аб паспяховым будаўніцтве біяробатаў з выкарыстаннем дарослых клетак з неэмбрыянальных клетак чалавек тканка з магчымасцямі, якія перавышаюць ксенаботы. Гэты біяробат атрымаў назву "Антработы«з-за яго чалавек паходжанне.
Паколькі ксенаботы былі атрыманы з эмбрыянальных клетак амфібій шляхам індывідуальнага фармавання клетак, даследчая група пачала з тэставання, ці абмяжоўваецца здольнасць ствараць біяробатаў гэтымі клеткамі амфібій, ці іншыя дарослыя клеткі, якія не належаць да амфібій, неэмбрыянальныя, таксама могуць ствараць біяробатаў? Акрамя таго, калі насенныя клеткі неабходна ляпіць паасобку для генерацыі біяробатаў, ці ўгаворванне пачатковых насенных клетак таксама можа прывесці да самаканструявання біяробатаў? Для гэтага замест эмбрыянальных тканін даследчыкі выкарыстоўвалі дарослыя, атрыманыя з іх саматычныя клеткі чалавек эпітэлія лёгкіх і змаглі стварыць новыя, шматклетачныя, самаканструюючыя, рухомыя жывыя структуры без ручной лепкі або выкарыстання якіх-небудзь знешніх механізмаў, якія надаюць форму. Выкарыстаны метад маштабуецца. Паралельна ствараліся зграі біяробатаў, якія рухаліся з дапамогай руху, кіраванага вейчыкамі, і жылі 45–60 дзён. Цікава, што было таксама заўважана, што антработы перамяшчаліся праз разрывы ў аднаслоях нейронаў і выклікалі эфектыўнае гаенне дэфектаў in vitro.
Сінтэз антроботов мае важнае значэнне, таму што ён дэманструе, што пластычнасць клетак для стварэння біяробатаў не абмяжоўваецца клеткамі эмбрыёнаў або земнаводных. Было паказана, што дарослы самат чалавек дзікія клеткі без якой-небудзь генетычнай мадыфікацыі могуць утвараць новыя біяробаты без якіх-небудзь знешніх механізмаў фарміравання.
Anthrobots - гэта паляпшэнне ў параўнанні з Xenobots і прагрэс у адпаведнай тэхналогіі, якая мае значныя наступствы для вытворчасці складаных тканін для клінічнага выкарыстання ў рэгенератыўная медыцына. У будучыні можа стаць магчымым вырабляць антроботаў, персаналізаваных для кожнага пацыента, і размяшчаць іх у целе, не выклікаючы ніякай імуннай рэакцыі.
***
Спасылкі:
- Блэкістан Д. і інш 2023. Біялагічныя робаты: перспектывы новай міждысцыплінарнай вобласці. Мяккая робататэхніка. Жнівень 2023 г. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Гумуская, Г. і іншыя 2023. Рухомыя жывыя біяробаты самастойна канструююцца з дарослага Чалавек Саматычныя клеткі-папярэднікі насення. Advanced Science 2303575. апублікавана: 30 лістапада 2023 г. DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Універсітэт Тафтса 2023. Навіны – Навукоўцы ствараюць малюсенькіх біялагічных робатаў з Чалавек Клеткі. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Эбрахімхані Мо.Р. і Левін М., 2021. Сінтэтычныя жывыя машыны: новае акно ў жыццё. Перспектыва iScience. Том 24, выпуск 5, 102505, 21 мая 2021 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
