The word ‘robot’ evokes images of човешки-like manmade metallic machine (humanoid) designed and programmed to automatically perform some tasks for us. However, robots (or bots) can be of any shape or size and can be made of any material (including biological materials such as living cells) depending on design and functional requirements. It may not have any physical form as in the case of Siri or Alexa. Роботите са рационално проектирани артефакти или машини, които показват автономност и изпълняват специфични задачи.
Biological robots (or biobots) use living клетки or tissues as fabrication material. Like all robots, biobots also are programmable machines, display autonomy and perform specific tasks. These are a special class of active living and motile synthetic structures.
Живите тъкани сам по себе си, are not robots. They are parts of animals. The living клетки become robots when they are liberated from the normal constraints and programmed into desired form and function by artificially combining and shaping the cells to display specific behaviour.
Ксеноботи бяха първите напълно биологични биоботове, създадени в лабораторията през 2020 г. с помощта на яйцеклетки от ембриони на вид жаба, наречен Xenopus laevis (оттук и името Xenobots). Това беше първият жив, самовъзстановяващ се, самовъзпроизвеждащ се изкуствен организъм. Живите клетки бяха използвани като градивни елементи, които бяха освободени от нормалните ограничения на останалата част от ембриона, за да се създаде нова форма на изкуствен живот, чиято морфология и характеристики бяха изкуствено „проектирани“. Следователно Xenobot беше жив синтетичен организъм. Развитието на Xenobots демонстрира, че клетките, получени от ембрион на земноводни, могат да бъдат програмирани до желаната форма и функция чрез освобождаване на естествените ограничения. Въпреки това не беше известно дали биоботите могат да бъдат създадени от неземноводни или възрастни клетки.
Scientists have now reported successful construction of biobots using adult cells from non-embryonic човешки tissue with capabilities beyond Xenobots. This biobot has been named ‘Антроботи’ because of its човешки произход.
Since Xenobots were derived from amphibian embryonic cells by moulding cells individually, the research team began with testing if ability to give rise to biobots is limited to these amphibian cells or, other non-amphibian, non-embryonic adult cells also can generate biobots? Further, if the seed cells need to be necessarily sculpted individually to generate biobots or if coaxing of initial seed cells also can lead to self-construction of biobots? For this, instead of embryonic tissues, the researchers used adult, somatic cells derived from човешки lung epithelium and were able to generate novel, multicellular, self- constructing, motile living structures without manual sculping or using any external form-giving machinery. The method used is scalable. Swarms of biobots in parallel were produced which moved via cilia- driven propulsion and lived for 45–60 days. Interestingly, it was also observed that Anthrobots moved across breaks in neuronal monolayers and induced efficient healing of defects in vitro.
Синтезът на антроботите is significant because it demonstrates that plasticity of cells to give rise to biobots is not limited to embryonic or amphibian cells. It has shown that adult somatic човешки wild cells without any genetic modification can form novel biobots without any external form-giving machinery.
Anthrobots е подобрение в сравнение с Xenobots и напредък в съответната технология, която има значителни последици за производството на сложни тъкани за клинична употреба в регенеративна медицина. В бъдеще може да стане възможно да се произвеждат антроботи, персонализирани за всеки пациент и да се разполагат в тялото, без да се предизвиква имунен отговор.
***
Литература:
- Блекистън Д. и др 2023. Биологични роботи: перспективи за възникваща интердисциплинарна област. Мека роботика. Август 2023 г. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Гумуская, Г. и др. 2023. Motile Living Biobots Self-Construct from Adult Човешки Somatic Progenitor Seed Cells. Advanced Science 2303575. published: 30 November 2023 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Tufts University 2023. News – Scientists Build Tiny Biological Robots from Човешки Клетки. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Ebrahimkhani Mo.R. и Левин М., 2021 г. Синтетични живи машини: Нов прозорец към живота. iScience перспектива. Том 24, брой 5, 102505, 21 май 2021 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
