Учёные создали биологических ксеноботов, которые могут создавать свои копии — они похожи PacMan’а и ведут себя так же

Международная группа учёных спроектировала и воссоздала микроскопические живые организмы, которые размножаются невозможным в природе образом. Крохотные ксеноботы из клеток лягушки охотятся за одноклеточными, поедают их и собирают новые копии себя, и могут «плодиться» бесконечно, пока в условиях среды остаётся питание для них. Это хорошая платформа для создания программируемых ксеноботов для целого спектра задач в медицине и экономике.

Источник изображения: Douglas Blackiston/Sam Kriegman

Важно отметить, что открытие было бы невозможным без суперкомпьютеров. Потребовалось очень и очень много вычислительных ресурсов, чтобы спроектировать живой организм с заданными свойствами. Это неочевидное решение, резюмируют учёные. Эволюционный алгоритм проверил миллиарды потенциальных конфигураций тела ксенобота, чтобы создать жизнеспособный вариант способного к репликации живого организма. В природе наблюдаются явления, когда молекулы при движении в среде собираю «строительные блоки» и воспроизводят сами себя, но чтобы подобным образом вели себя клетки или более сложные организмы — такого ещё не было.

Созданный на основе компьютерного моделирования «организм» из стволовых клеток сердца и кожи лягушки Xenopus laevis оказался внешне похож на легендарного PacMan’а из аркадного игрового автомата. Он и ведёт себя похожим образом — движется в среде и собирает ртом всё, до чего дотянется. Внутри ксенобота собранный биологический материал в течение нескольких дней формируется в такого же ксенобота, а старый распадается и так воспроизведение идёт по кругу. В среде ксеноботы оставались «живыми» до двух недель, постоянно поддерживая цикл воспроизведения.

Новое исследование опирается на предыдущие работы, проведённые учеными из Университета Вермонта (UVM), Университета Тафтса и Гарвардского университета. В издании Proceedings of the National Academy of Sciences соответствующая статья опубликована вчера и свободно доступна по этой ссылке.

«Если бы мы знали, как приказать наборам клеток делать то, что мы хотим, то, в конечном счёте, это и была бы регенеративная медицина — решение проблем травматических повреждений, врождённых дефектов, рака и старения, — говорит один из авторов исследования Майкл Левин. — Все эти различные проблемы возникают потому, что мы не знаем, как предсказать и контролировать, какие группы клеток будут строиться. Ксеноботы — это новая платформа для нашего обучения».

Здравоохранение — это не единственная сфера, где ксеноботы могли бы проявить себя в полной мере. Очистка стоков от загрязнений и, прежде всего от микропластика, нанотехнологии и многое другое, где процессы самовоспроизводятся и самоподдерживаются без участия человека.

3dnews

Хочешь узнать больше - читай отзывы