Gli scienziati creano i primi “robot viventi” realizzati interamente con cellule viventi

Gli scienziati hanno creato una nuova forma di “robot”, non fatto di metallo, plastica e cavi ma formato interamente da cellule viventi. 

I ricercatori dell’Università del Vermont e della Tufts University descrivono sulla rivista PNAS come hanno realizzato le prime “macchine viventi” da cellule prelevate dagli embrioni di rane. Soprannominati “xenobot”, questi mostri in miniatura sono stati progettati utilizzando algoritmi che imitano le forze della selezione naturale. 

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“Queste sono nuove macchine viventi. Non sono né un robot tradizionali né una specie nota di animale. È una nuova classe di artefatti: un organismo vivente, programmabile”, ha scritto Joshua Bongard, uno scienziato informatico ed esperto di robotica presso l’università del Vermont, ha dichiarato in una nota .

“Guarda le cellule con cui abbiamo costruito i nostri xenobot , genomicamente sono rane”, ha aggiunto il co-leader Michael Levin, che dirige il Center for Regenerative and Developmental Biology presso Tufts. “È il 100% di DNA di rana, ma queste non sono rane. Allora chiedi, beh, cos’altro possono costruire queste cellule?”

Le nuove “forme di vita” potrebbero essere più piccole di una capocorda per ora (hanno un diametro di circa 650-750 micron), ma sono già in grado di eseguire lavori specializzati. Una delle macchine viventi è in grado di spingere se stessa attraverso l’acqua usando due arti, mentre un’altra ha una tasca che può essere utilizzata per trasportare un carico molto piccolo. Usando queste abilità, potrebbero essere usate per fornire medicine nel corpo dei pazienti o per ripulire l’inquinamento dal mare.

Un organismo simulato (a sinistra) e un vero xenobot (a destra) costruito interamente da cellule di pelle di rana (verde) e muscolo cardiaco (rosso). 
Sam Kriegman, UVM

Le macchine “viventi” di Squishy offrono molti vantaggi rispetto alle loro controparti rigide. Come mostra la natura, i sistemi viventi sono notevolmente più robusti di qualsiasi tecnologia sviluppata finora. Ad esempio, in teoria, gli xenobot potrebbero essere sviluppati per rigenerarsi e guarire quando danneggiati. Sono anche completamente biodegradabili. 

Per questo progetto, il team ha iniziato sviluppando un “algoritmo evolutivo”, che simula il processo di selezione naturale per guidare il design degli xenobot. Assegnarono un compito, il movimento in una direzione, e poi lasciarono virtualmente il computer assemblare le celle simulate in forme diverse, ancora e ancora, fino a quando non veniva eseguita l’abilità. Ispirato al design realizzato dall’intelligenza artificiale, il team ha assemblato gli xenobot usando le cellule della pelle e del muscolo cardiaco di una rana artigliata africana ( Xenopus laevis ).

La ricerca ha un paio di implicazioni: insieme ai potenziali usi pratici, la creazione di questi otganismi potrebbe essere usata per aiutare a “decifrare il codice” della vita.

“La grande domanda in biologia è capire gli algoritmi che determinano la forma e la funzione”, ha aggiunto Levin. “Il genoma codifica per le proteine, ma le applicazioni trasformative attendono la nostra scoperta di come questo hardware consente alle cellule di cooperare per creare anatomie funzionali in condizioni molto diverse.”

Di Tom Hale

Fonte: www.iflscience.com

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