Ciencia

Estos micro-robots hechos de células de rana son capaces de reproducirse

Los investigadores han producido bio-robots revolucionarios que son capaces de realizar muchas tareas … e incluso replicarse a sí mismos.

Después de años de especulaciones sobre la viabilidad concreta de tal proyecto, los científicos finalmente han logrado dotar a los robots de una capacidad absolutamente notable: ¡una forma de reproducción!

Este trabajo fue realizado por investigadores de las universidades de Vermont, Tufts, y especialmente del Wyss Institute, un laboratorio de Harvard especializado en ingeniería inspirada en seres vivos. Estos últimos brillan habitualmente con trabajos que a menudo son muy originales y bastante impresionantes, tanto desde el punto de vista técnico como por sus implicaciones. Y estos «xenobots» no son una excepción.

Estas máquinas son notables desde sus orígenes, ya que se desarrollaron sobre la base de planos generados por inteligencia artificial. En lugar de estar hechos de silicio, estos pequeños robots están hechos de células madre recolectadas de embriones de rana. A continuación, estas células se organizan concienzudamente de acuerdo con una de las mil millones de modelos generados por IA.

Esto es importante porque estas diferentes células madre se diferenciarán en varios tipos de células con funciones muy distintas En este experimento, hay dos tipos de células particularmente importantes. Por un lado, tenemos células epiteliales que sirven de soporte rígido. Por otro lado, las células del corazón actúan como propulsores al contraerse.

Dado que la forma exacta de estos pequeños robots está predeterminada durante una simulación, los investigadores pueden producir muchas variedades, adecuadas para diversas funciones. En la actualidad, los investigadores ya han producido xenobots que “nadar, caminar, empujar grava, transportar cargas”… También pueden lograr más complejos y coordenadas. Por ejemplo, pueden reunirse en enjambres para «barrer» una superficie reuniendo todos los desechos en un solo lugar. Mejor aún: incluso son capaces de auto-regenerarse y grabar “recuerdos”.

“Reinventando la multicelularidad”

El pasado mes de marzo, sus diseñadores superaron un hito muy importante al hacerse una pregunta extraña; «¿Qué pasaría si “liberáramos” a las células de todas sus limitaciones estructurales?«O en otras palabras, para usar la frase del biólogo Michael Levin:»¿Qué construirían estas células si tuvieran la oportunidad de reinventar la multicelularidad? ? «

Por lo tanto, probaron diferentes enfoques para permitir que estas células se ensamblen espontáneamente. El resultado fue una segunda generación de xenobots capaces de entrenar por su cuenta, sin ayuda u orientación humana. Impresionante progreso, pero todavía muy lejos de la hazaña de la tercera generación; ¡Estos son realmente capaces de reproducirse!

Los investigadores ya habían observado que estos organismos podían replicarse. Pero hasta ahora, todos los bebés xenobots producidos de esta manera han muerto con bastante rapidez. Por lo tanto, sacaron su inteligencia artificial para probar algunos miles de millones de formas adicionales. Pero esta vez, tenían una idea muy clara de lo que querían lograr: un xenobot capaz de producir un descendencia estable.

Al final, a su sistema se le ocurrió una asamblea de comportamiento absolutamente increíble. Con sus aires de Pac-Man, este xenobot deambula por su placa de Petri en busca de células aisladas. Una vez que haya recolectado lo suficiente, compacto en una sola estructura que luego dará un nuevo xenobot, ¡y así sucesivamente!

Una forma que inevitablemente recordará a los fanáticos de los videojuegos algo … © Sam Kriegman, Douglas Blackiston, Michael Levin, Josh Bongard

Una nueva concepción funcional de los seres vivos

Es una observación tan excepcional como profunda en sus implicaciones. Porque al final, este objeto no es en absoluto una especie de quimera; el conjunto contiene exclusivamente el genoma natural de la rana, pero liberado de las limitaciones estructurales que de otro modo habría obligado a estas células a convertirse en renacuajos.

«Es fundamentalmente diferente de lo que suelen hacer las ranas.”, Breathes Sam Kriegman, autor principal del estudio. «Ningún animal o planta conocido se replica de esta manera.”. Esta diferencia fundamental en el funcionamiento ha dejado a los investigadores. «Descubrimos este espacio completamente desconocido en los sistemas vivos.”Dice el biólogo Josh Bongard. «Tenemos Xenoboyts nadando, caminando y ahora desovando. La pregunta ahora es qué más descubrir en este espacio.«

Y a partir de ahí, las posibilidades teóricas son ilimitadas. Los investigadores ahora esperan poder mejorar su IA. la meta seria poder Producir muy rápidamente un xenobot capaz de realizar una función biológica específica., igual que «Implementar estas máquinas vivientes para extraer microplásticos de una corriente o producir nuevos medicamentos.”, Explica Bongard.

Y las posibles implicaciones podrían ir aún más lejos. «Si podemos hacer que hagan precisamente lo que quieren, al final del día, esa es la solución definitiva en medicina regenerativa. Sería la solución para traumas graves, defectos de nacimiento, cáncer o incluso el envejecimiento.“Entusiasma a Levin. «Todos estos problemas existen porque no sabemos cómo predecir y controlar qué grupos de células se formarán. Los Xenobots son una nueva plataforma para aprender más sobre esto.«

El texto del estudio está disponible aquí.

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