diciembre 5, 2022

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Los primeros robots vivos y autorreproductores del mundo se reproducen como Pac-Man

Compuestos por las células madre de la rana africana con garras (Xenopus laevis) de la que toma su nombre, los xenobots miden menos de un milímetro (0,04 pulgadas) de ancho. Estas bolitas se revelaron por primera vez en 2020 después de que los experimentos demostraran que pueden moverse, trabajar juntas en grupos y curarse por sí mismas.

Ahora, los científicos que lo desarrollaron en la Universidad de Vermont, la Universidad de Tufts y el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada de la Universidad de Harvard dicen que han descubierto una forma completamente nueva de reproducción biológica diferente a cualquier animal o planta conocida por la ciencia.

Me impactó ”, dijo Michael Levine, profesor de biología y director del Allen Discovery Center de la Universidad de Tufts, que participó en la nueva investigación.

“Las ranas tienen un método de reproducción que normalmente usan, pero cuando … libera (las células) del resto del embrión y les da la oportunidad de descubrir cómo están en un nuevo entorno, y no solo imaginan una nueva forma de locomoción, pero también aparentemente descubren una nueva forma de reproducción “.

¿Robot o criatura viviente?

Las células madre son células no especializadas que tienen la capacidad de convertirse en diferentes tipos de células. Para hacer estos robots, los investigadores rasparon células madre vivas de embriones de rana y las dejaron incubar. No hay manipulación genética.

“La mayoría de la gente piensa que los robots están hechos de metal y cerámica, pero no se trata tanto de de qué están hechos los humanos sino de lo que hacen, que es trabajar solos en nombre de las personas”. dijo Josh Bongaard, profesor de informática y experto en robótica de la Universidad de Vermont y autor principal del estudio.

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De esta manera, es un robot, pero también es claramente un organismo hecho de una célula de rana no transgénica.

Descubrieron que los xenobots, que inicialmente tenían forma esférica y estaban compuestos por unas 3.000 células, podían reproducirse, dijo Bongard. Pero sucedió en raras ocasiones y solo en circunstancias específicas. Bongard dijo que los xenobots usan “transcripción cinética”, un proceso que se sabe que ocurre a nivel molecular pero que no se había observado previamente a escala de células u organismos completos.

Con la ayuda de la inteligencia artificial, los investigadores probaron miles de millones de formas corporales para hacer que los xenobots sean más eficientes en este tipo de replicación. La supercomputadora tenía forma de C que se parecía a Pac-Man, el videojuego de los 80. Descubrieron que podía encontrar pequeñas células madre en una placa de Petri, recolectaron cientos de ellas dentro de su boca y, después de unos días, el paquete de células se convirtió en nuevos bots.

El padre hace girar una gran bola de células madre que maduran y se convierten en un nuevo xenobot.

“La IA no programó estas máquinas de la forma en que normalmente pensamos sobre la escritura de código”, dijo Bongard. “Dio forma, esculpió y creó esta figura de Pac-Man”.

“Shape, en su esencia, es software. Shape influye en cómo se comportan los xenobots para amplificar este proceso increíblemente sorprendente”.

Los Xenobots son una tecnología muy temprana, piense en una computadora de la década de 1940, y aún no tiene ninguna aplicación práctica. Sin embargo, esta combinación de biología molecular e inteligencia artificial se puede utilizar para una variedad de tareas en el cuerpo y el medio ambiente, según los investigadores. Esto podría incluir cosas como recolectar microplásticos en los océanos, examinar sistemas de raíces y medicina regenerativa.

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Si bien la posibilidad de que la biotecnología se reproduzca puede generar preocupación, los investigadores dijeron que las máquinas vivas estaban completamente contenidas en un laboratorio y podrían extinguirse fácilmente, porque son biodegradables y están reguladas por expertos en ética.

La investigación fue financiada en parte por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, una agencia federal que supervisa el desarrollo de tecnología para uso militar.

“Hay muchas cosas que se pueden lograr si aprovechamos este tipo de plasticidad y la capacidad de las células para resolver problemas”, dijo Bongard.

El estudio fue publicado en la revista científica PNAS revisada por pares el lunes.