Ученые создали первых биороботов — из стволовых клеток лягушки

Ученые Университета Тафтса и Университета Вермонта создали первых «живых роботов», использовав для этого стволовые клетки африканской шпорцевой лягушки. Миниатюрные биороботы размером около 1 мм способны двигаться к цели, переносить крошечные грузы, обходиться длительное время без питания и самостоятельно восстанавливаться. Крошечные роботы получили название ксеноботов (xenobot) по научному определению шпорцевой лягушки Xenopus laevis.

В опубликованной в научном издании Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) статье ученые описали, как из стволовых клеток, изъятых из эмбрионов шпорцевой лягушки, формировали крошечные тела. Конфигурация биороботов предварительно разрабатывалась компьютером, который на основе «эволюционного алгоритма» произвольно группировал 500–1000 клеток сердца или кожи в какую-то форму, потом тестировал поведение этого образования в виртуальной среде, отбирал лучшие и на их основе выводил новое поколение. Таким образом, были проверены 100 поколений и отобраны всего несколько наиболее удачных конфигураций для формирования ксеноботов.

В зависимости от того, из каких клеток были сформированы роботы, они действовали по-разному. Самыми активными оказались ксеноботы из клеток сердца, такие клетки спонтанно сжимаются и расслабляются, помогая роботу двигаться. Форма некоторых ксеноботов позволяет вкладывать в них крошечный груз, который они могут перемещать. Некоторые биороботы способны толкать груз перед собой. При этом если нарушить их форму, они быстро ее восстанавливают. Исследования показали, что ксеноботы способны двигаться и действовать на имеющемся в клетках заряде энергии от семи до десяти дней. После завершения жизненного цикла они просто распадаются и разлагаются, как все живые организмы.

Как отметил руководитель исследовательского центра Университета Тафтса Майкл Левин, «это совершенно новые формы жизни. Таких прежде не существовало на Земле. Это живые, программируемые организмы». Теперь, по словам ученых, предстоит придумать, как наилучшим образом использовать ксеноботов. Например, вполне вероятно, что они окажутся эффективными в очистке океанов от микроскопических пластиковых частиц. Кроме того, предполагают ученые, можно применить их для очистки стенок кровеносных сосудов у людей или для доставки лекарств к внутренним органам человека.

Алена Миклашевская