Американские ученые, создавшие первых живых роботов — ксеноботов, обнаружили, что они могут размножаться. И это размножение не похоже на то, что бывает у растений и животных.
Фото: Douglas Blackiston and Sam Kriegman
Фото: Douglas Blackiston and Sam Kriegman
Ксеноботы — биороботы размером чуть менее миллиметра, созданные в январе 2020 года из стволовых клеток африканской когтистой лягушки (Xenopus laevis), от нее они и получили свое имя. Ксеноботы имеют форму капли и способны к совместной работе в группах и к самовосстановлению.
Стволовые клетки неспециализированные, то есть из них может произойти почти любая другая клетка. Чтобы создать биороботов, ученые взяли стволовые клетки с лягушачьих эмбрионов — и поместили в инкубатор. Биороботы имеют форму шарика и состоят примерно из 3 тыс. клеток каждый. Они не стали продуктом генной инженерии, никаких изменений в наследственной информации не было сделано.
«Большинство людей думают, что роботы сделаны из металлов и керамики, но дело не столько в том, из чего сделан робот, сколько в том, что он делает, а именно: способен ли он действовать сам по себе, получивши задание от людей,— объяснил Джош Бонгард, профессор информатики и робототехники из Университета Вермонта и ведущий автор исследования.— Ксенобот — это робот, но это также явно и организм, раз он создан из генетически немодифицированной клетки лягушки».
Теперь оказалось, что ксеноботы способны и воспроизводить себе подобных! Случается это редко и при определенных обстоятельствах. Процесс называется кинематической репликацией и прежде встречался только на молекулярном уровне: молекулы «находят» нужные «блоки» и формируют из них себе подобные молекулы. Никогда прежде не удавалось наблюдать кинематической репликации не то что у групп клеток, но даже и у единичных клеток. Ксеноботы ищут и находят одиночные клетки — и создают из них себе подобные группы. Надо только подчеркнуть, что генетических манипуляций в этом процессе никаких нет.
Ученые решили попробовать увеличить частоту воспроизведения и с помощью искусственного интеллекта подобрали идеальную форму для кинематической репликации ксеноботов. Она оказалась похожей на толстую букву С — или на главного персонажа знаменитой видеоигры 1980-х годов Pac-Man. В углублении — или во рту, как кому больше нравится,— легче собрать нужный набор клеток и сформировать нового ксенобота.
Ксеноботы — еще почти не технология, просто явление, нечто вроде компьютеров образца 1940-х годов. Но перспективы открываются замечательные: использовать биороботов можно для решения массы задач, связанных с человеческим организмом и с борьбой за чистоту окружающей среды. Самое очевидное — сбор микропластика в Мировом океане, задача, решения которой до сих пор не было в принципе; регенеративная медицина и ветеринария.
Пугает ли ученых наличие самовоспроизводящихся биороботов? Нет, отвечают они, ксеноботы никуда и никогда не перемещались за пределы лаборатории, их очень легко ликвидировать, плюс за ситуацией наблюдают эксперты по биоэтике.
Конспирологи, кстати, могли бы и насторожиться: исследование частично оплачено DAPRA — Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов, того самого, что одарило мир интернетом. Но технологии, находящиеся под присмотром DAPRA, имеют в том числе и военное назначение.
По материалам статьи «Kinematic Self-replication in Reconfigurable Organisms»; Sam Kriegman, Douglas Blackiston, Michael Levin, Josh Bongard; журнал PNAS, ноябрь 2021 г.