სიტყვა "რობოტი" იწვევს სურათებს ადამიანის-როგორც ხელოვნური მეტალის მანქანა (ჰუმანოიდი), შექმნილი და დაპროგრამებული, რომ ავტომატურად შეასრულოს ზოგიერთი დავალება ჩვენთვის. თუმცა, რობოტები (ან ბოტები) შეიძლება იყოს ნებისმიერი ფორმის ან ზომის და შეიძლება დამზადდეს ნებისმიერი მასალისგან (მათ შორის ბიოლოგიური მასალებისგან, როგორიცაა ცოცხალი უჯრედები) დიზაინისა და ფუნქციური მოთხოვნების მიხედვით. მას შეიძლება არ ჰქონდეს რაიმე ფიზიკური ფორმა, როგორც ეს იყო Siri or Alexa. რობოტები არის რაციონალურად შექმნილი არტეფაქტები ან მანქანები, რომლებიც აჩვენებენ ავტონომიას და ასრულებენ კონკრეტულ დავალებებს.
ბიოლოგიური რობოტები (ან ბიობოტები) იყენებენ ცოცხალს საკნებში ან ქსოვილები, როგორც დამზადების მასალა. როგორც ყველა რობოტი, ბიობოტები ასევე პროგრამირებადი მანქანებია, აჩვენებენ ავტონომიას და ასრულებენ კონკრეტულ დავალებებს. ეს არის აქტიური ცოცხალი და მოძრავი სინთეზური სტრუქტურების სპეციალური კლასი.
ცოცხალი ქსოვილები თავისთავად, არ არიან რობოტები. ისინი ცხოველების ნაწილებია. Ცხოვრება საკნებში გახდებიან რობოტები, როდესაც ისინი განთავისუფლდებიან ნორმალური შეზღუდვებისგან და დაპროგრამდებიან სასურველ ფორმაში და ფუნქციონირებაში, უჯრედების ხელოვნურად შერწყმით და ფორმირებით კონკრეტული ქცევის გამოსავლენად.
ქსენობოტები იყო პირველი სრულად ბიოლოგიური ბიობოტი, რომელიც შეიქმნა ლაბორატორიაში 2020 წელს ბაყაყის სახეობის ემბრიონების კვერცხუჯრედების გამოყენებით, ე.წ. Xenopus laevis (აქედან გამომდინარე, სახელწოდება ქსენობოტები). ეს იყო პირველი ცოცხალი, თვითაღდგენითი, თვითგანმეორებადი ხელოვნური ორგანიზმი. ცოცხალი უჯრედები გამოიყენებოდა, როგორც სამშენებლო ბლოკები, რომლებიც განთავისუფლდნენ ემბრიონის დანარჩენი ნაწილის ნორმალური შეზღუდვებისგან, რათა წარმოექმნათ ხელოვნური სიცოცხლის ახალი ფორმა, რომლის მორფოლოგია და მახასიათებლები ხელოვნურად იყო "დაპროექტებული". ამრიგად, ქსენობოტი იყო ცოცხალი სინთეზური ორგანიზმი. ქსენობოტების განვითარებამ აჩვენა, რომ ამფიბიის ემბრიონიდან მიღებული უჯრედები შეიძლება დაპროგრამდეს სასურველ ფორმასა და ფუნქციონირებაზე ბუნებრივი შეზღუდვების გათავისუფლებით. თუმცა, ცნობილი არ იყო, შეიძლებოდა თუ არა ბიობოტების შექმნა არაამფიბიური თუ ზრდასრული უჯრედებისგან.
მეცნიერებმა ახლა დააფიქსირეს ბიობოტების წარმატებული მშენებლობა არაემბრიონული ზრდასრული უჯრედების გამოყენებით ადამიანის ქსოვილი ქსენობოტების მიღმა შესაძლებლობებით. ამ ბიობოტს ეწოდა "ანთრობოტებიმისი გამო ადამიანის წარმოშობა.
ვინაიდან ქსენობოტები წარმოიქმნა ამფიბიის ემბრიონული უჯრედებიდან ცალკეული უჯრედების ჩამოსხმის გზით, მკვლევარმა ჯგუფმა დაიწყო ტესტირება, თუ ბიობოტების წარმოქმნის უნარი შემოიფარგლება მხოლოდ ამ ამფიბიური უჯრედებით, ან სხვა არაამფიბიური, არაემბრიონული ზრდასრული უჯრედები ასევე შეუძლიათ ბიობოტების წარმოქმნას? გარდა ამისა, თუ სათესლე უჯრედები აუცილებლად უნდა იყოს გამოძერწილი ინდივიდუალურად ბიობოტების წარმოქმნისთვის, ან თუ საწყისი სათესლე უჯრედების შეგუებამ ასევე შეიძლება გამოიწვიოს ბიობოტების თვითმშენებლობა? ამისთვის, ემბრიონის ქსოვილების ნაცვლად, მკვლევარებმა გამოიყენეს ზრდასრული, სომატური უჯრედები ადამიანის ფილტვის ეპითელიუმი და შეძლეს ახალი, მრავალუჯრედიანი, თვითმშენებლური, მოძრავი ცოცხალი სტრუქტურების გენერირება ხელით ქანდაკების ან რაიმე გარე ფორმირების მექანიზმის გამოყენების გარეშე. გამოყენებული მეთოდი მასშტაბირებადია. პარალელურად წარმოიქმნა ბიობოტების გროვა, რომლებიც მოძრაობდნენ წამწამების ძრავით და ცოცხლობდნენ 45-60 დღის განმავლობაში. საინტერესოა, რომ ასევე დაფიქსირდა, რომ ანთრობოტები მოძრაობდნენ ნეირონების მონოშრეების რღვევებზე და იწვევდნენ დეფექტების ეფექტურ შეხორცებას in vitro.
ანთრობოტების სინთეზი მნიშვნელოვანია, რადგან ის ცხადყოფს, რომ ბიობოტების წარმოქმნის უჯრედების პლასტიურობა არ შემოიფარგლება ემბრიონის ან ამფიბიური უჯრედებით. მან აჩვენა, რომ ზრდასრული სომატური ადამიანის ველურ უჯრედებს ყოველგვარი გენეტიკური მოდიფიკაციის გარეშე შეუძლიათ შექმნან ახალი ბიობოტები ყოველგვარი ფორმის მიმცემი გარე მექანიზმების გარეშე.
Anthrobots არის გაუმჯობესება ქსენობოტებთან შედარებით და წინსვლა შესაბამის ტექნოლოგიაში, რომელიც მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს კლინიკური გამოყენებისთვის რთული ქსოვილების წარმოებაზე. რეგენერაციული მედიცინა. მომავალში, შესაძლოა შესაძლებელი გახდეს ანთრობოტების გამომუშავება, რომლებიც პერსონალიზირებულია თითოეული პაციენტისთვის და მათი განთავსება სხეულში იმუნური პასუხის გამოწვევის გარეშე.
***
წყაროები:
- ბლექისტონ დ. et al 2023. ბიოლოგიური რობოტები: პერსპექტივები განვითარებადი ინტერდისციპლინარული სფეროს შესახებ. რბილი რობოტიკა. Aug 2023. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- გუმუსკაია, გ. et al. 2023. Motile Living Biobots Self Construct from Adult ადამიანის სომატური წინამორბედი თესლის უჯრედები. Advanced Science 2303575. გამოქვეყნებულია: 30 წლის 2023 ნოემბერი DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Tufts University 2023. სიახლეები – მეცნიერები ქმნიან პაწაწინა ბიოლოგიურ რობოტებს ადამიანის უჯრედები. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- ებრაჰიმხანის მო.რ. და ლევინ მ., 2021. სინთეზური ცოცხალი მანქანები: ახალი ფანჯარა ცხოვრებაზე. iScience პერსპექტივა. ტომი 24, გამოცემა 5, 102505, 21 წლის 2021 მაისი. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
