Новая форма жизни на Земле начала размножаться: первые «живые роботы» дали потомство

Фото: скриншот

В ходе недавнего исследования организмов ученые выяснили, что "живые роботы" ксеноботы могут размножаться. Эти ксеноботы, названные в честь лягушки Xenopus laevis (гладкая шпорцевая лягушка), являются синтетическими формами жизни, изобретенными в 2020 году, пишет Science Alert.

Метод размножения этих ксеноботов — естественный, поскольку они представляют собой не традиционного робота, созданного из метала, а содержат организмы, которые могут благополучно развиваться сами по себе.

"Мы долгое время считали, что нам известны все способы размножения организмов. Однако это что-то другое, то, что мы ранее никогда не видели", — рассказал соавтор исследования Дуглас Блэкистон из Университет Тафтса.

В ходе своего нового исследования ученые предоставили ксеноботам возможность самовоспроизводиться и создавать новые версии самих себя. Однако в этом случае самовоспроизведение не достигалось с помощью тех методов размножения, которые мы обычно видим в биологических формах жизни.

Чтобы создать самовоспроизводящихся роботов, исследователи извлекли стволовые клетки кожи и сердечной мышцы эмбриона гладкой шпорцевой лягушки и инкубировали их в солевом растворе, после чего часть клеток слилась в сфероидный организм, на внешнем слое которого выросли жгутики, позволяющие ему передвигаться.

Исследователи обнаружили, что если поместить достаточное количество ксеноботов в чашку Петри в непосредственной близости друг от друга, то их коллективное движение начнет накапливать другие свободные клетки лягушки, плавающие рядом в растворе. После того, как достаточное количество этих клеток будет собрано вместе, совокупная горстка из около 50 клеток станет своего рода потомством ксенобота, способное плавать само по себе и при этом накапливать собственных потомков.

Это явление, называемое спонтанным кинематическим самовоспроизведением, уже наблюдалось в других видах молекулярных машин и моделей, но никогда ранее в живых многоклеточных системах, подобных ксеноботам. Что примечательно, эта форма размножения возникает спонтанно в течение нескольких дней, а не развивается на протяжении тысячелетий.

Когда горстку организмов первого поколения опустили во вторую чашку вместе с отдельными стволовыми клетками, движение организмов собрало стволовые клетки в горстки, сформировав новое поколение организмов, которые затем повторили это поведение.

Важно отметить, что те же разделенные стволовые клетки, оставленные в растворе в покое, не могли самособираться. Это свидетельствует о том, что для их формирования в многоклеточные организмы необходимо первоначальное движение ксеноботов-прародителей. Кроме того, команда обнаружила, что они могут усилить это явление, используя искусственный интеллект для моделирования условий, которые могут улучшить самовоспроизводящееся поведение.

Моделирование показало, что некоторые формы тела увеличивают размер организмов и их потомков в то время как другие ослабляют или останавливают их самовоспроизведение.

В конечном счете С-образная форма, напоминающая Pac-Man была лучшим кандидатом для объединения свободных клеток лягушки в новые организмы. Также ученым помогла и модификации окружающей среды — создание стен, которые ограничивали движение ксеноботов.

"Несмотря на то, что мы только начинаем работать с этими "живыми роботами", в один прекрасный день они смогут выполнять полезную для нас работу, если мы будем продолжать выяснять то, как они функционируют, а также научимся, как ими управлять. Ксеноботов можно будет использовать в медицинских применениях, а также для сбора микропластика", — заключили ученые.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform