Estas extrañas criaturas son los primeros “robots vivientes” que se replican

Hace unos meses, los investigadores anunciaron que habían creado pequeños “robots vivientes” a partir de células de rana. Estos últimos pudieron entonces realizar tareas programables. Ahora estos Los “xenobots” similares a Pac-Mac también podrían replicarse.

“Seres vivos programables”

Los robots están cada vez más presentes en nuestras vidas y cuanto más tiempo pasa, más se desdibuja la “línea” que separa a los vivos de los no vivos, como lo demuestra esta hazaña reciente firmada por investigadores de la Universidad de Vermont y la Universidad de Tufts. .

Hace unos meses, anunciaron que habían desarrollado una “forma de vida” completamente nueva a partir de células vivas extraídas de embriones de rana. Más precisamente, la idea era tomar estas células y luego volver a ensamblarlas para crear pequeños robots programables. Este trabajo se basó en algoritmos evolutivos guiados por reglas biofísicas básicas. Los investigadores habían probado miles de diseños candidatos en un intento de crear formas de vida capaces de realizar tal o cual tarea. Con el tiempo, los organismos simulados de mejor rendimiento se conservaron y refinaron.

Gracias a estas supercomputadoras, los investigadores identificaron una combinación capaz de crear pequeños organismos capaces de evolucionar en un entorno controlado. La estructura más efectiva involucró a las células de la piel responsables de dar forma a estas pequeñas criaturas, mientras que las células del corazón proporcionaron habilidades motoras. Luego obtuvimos “xenobots”, que llevan el nombre de la especie de rana de la que se extrajeron las células (Xenopus laevis).

Las pruebas iniciales habían demostrado que estos xenobots podían nadar en su entorno durante varios días, funcionando con energía embrionaria almacenada. En ese momento, sin embargo, no pudieron replicarse. Pero eso fue antes. Hace unas semanas, varios de estos xenobots habrían tenido éxito en generar nuevas versiones de sí mismos.

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En verde las células de la piel, en rojo las células del corazón. A la izquierda el modelo propuesto por la computadora, a la derecha la forma de vida misma. Crédito: Sam Kriegman

Observación de la autorreplicación cinemática espontánea

En un nuevo estudio, Joshua Bongard y su equipo de la Universidad de Vermont colocaron una docena de organismos de primera generación en una placa de Petri con células madre disociadas.

Luego, los investigadores se dieron cuenta de que el movimiento de estos organismos hizo posible agrupar estas células madre en montones, formando finalmente un nueva generación de xenobots unas cincuenta células capaces de nadar por sí mismas en la solución salina. Este último luego repitió el mismo comportamiento de apilamiento.

Este fenómeno, llamado autorreplicación cinemática espontánea, ya se había observado en otros tipos de máquinas y modelos moleculares, pero nunca en sistemas multicelulares vivos. El hecho de que esta autorreplicación pueda ocurrir sin modificación genética demuestra hasta qué punto las entidades biológicas pueden adaptarse en respuesta a su entorno.

El equipo también simuló varias condiciones que podrían mejorar los comportamientos de autorreplicación. ” Estas simulaciones indicaron que algunas formas corporales amplificaron el tamaño de la pila y los ciclos de replicación, mientras que otras atenuaron o detuvieron laautorreplicación“, Explican los investigadores. En última instancia, la forma del semitore (Pac-Man en 3D) fue el mejor candidato para “crear” nuevos organismos.

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Imagen en color de un xenobot (rojo) y una célula madre agregada (verde). Crédito: Douglas Blackiston

Esto es solo una prueba de concepto, pero finalmente los investigadores señalan que estos organismos podrían realizar todo tipo de tareas. Piensan en particular en el Entrega de medicamentos al cuerpo humano.. También se pueden fabricar en las arterias para eliminar la placa. La ventaja es que una vez que se agotan sus nutrientes, estos “xenobots” son solo un montón de células muertas. Por tanto, no representarán ningún peligro.