Estas extrañas criaturas son los primeros “robots vivos” en replicarse

Hace unos meses, los investigadores anunciaron que habían creado pequeños “robots vivos” a partir de células de rana. Estos últimos fueron entonces capaces de realizar tareas programables. ahora estos Los “xenobots” tipo Pac-Mac también podrían replicarse.

“Seres vivos programables”

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

Hace unos meses, este último anunció que había desarrollado una “forma de vida” completamente nueva a partir de células vivas extraídas de embriones de rana. Más específicamente, 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 con el objetivo de crear formas de vida capaces de realizar tal o cual tarea. Con el tiempo, los organismos simulados de mejor desempeño fueron retenidos y refinados.

Gracias a estas supercomputadoras, los investigadores identificaron una combinación capaz de crear pequeños organismos capaces de evolucionar en un entorno controlado. La estructura más eficiente 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”, llamados así por la especie de rana de la que se habían extraído las células (Xenopus laevis).

Las pruebas iniciales habían demostrado que estos xenobots podían nadar en su entorno durante varios días, operando con energía embrionaria almacenada. En aquel entonces, sin embargo, no pudieron replicar. Pero eso fue antes. Hace unas semanas, varios de estos xenobots habrían logrado generar nuevas versiones de sí mismos.

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

Observación de 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 permitía que estas células madre se agruparan en montones, formando finalmente un nueva generación de xenobots de 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, se había observado previamente en otro tipo de máquinas y modelos moleculares, pero nunca en sistemas multicelulares vivos. El hecho de que esta autorreplicación pueda ocurrir sin modificación genética demuestra lo bien que 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 ciertas formas del cuerpo amplificaron el tamaño de la pila y los ciclos de replicación, mientras que otras amortiguaron o detuvieron elautorreplicación“, explican los investigadores. Al final, la forma del semitore (Pac-Man en 3D) fue la mejor candidata para “hacer” nuevos organismos.

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

Esta es solo una prueba de concepto, pero finalmente los investigadores señalan que estos organismos podrían realizar todo tipo de tareas. Estos últimos piensan en particular en la entrega de drogas en el cuerpo humano. También podrían implementarse en las arterias para eliminar la placa. La ventaja es que una vez agotados sus nutrientes, estos “xenobots” no son más que una masa de células muertas. Por lo tanto, no representarán ningún peligro.