«Ռոբոտ» բառն առաջացնում է պատկերներ մարդ- նման տեխնածին մետաղական մեքենայի (հումանոիդ), որը նախագծված և ծրագրավորված է մեզ համար որոշ առաջադրանքներ ավտոմատ կերպով կատարելու համար: Այնուամենայնիվ, ռոբոտները (կամ բոտերը) կարող են լինել ցանկացած ձևի կամ չափի և կարող են պատրաստվել ցանկացած նյութից (ներառյալ կենսաբանական նյութերից, ինչպիսիք են կենդանի բջիջները), կախված դիզայնից և ֆունկցիոնալ պահանջներից: Այն կարող է չունենալ որևէ ֆիզիկական ձև, ինչպես որ դեպքում Siri or Alexa. Ռոբոտները ռացիոնալ նախագծված արտեֆակտներ կամ մեքենաներ են, որոնք ցուցադրում են ինքնավարություն և կատարում կոնկրետ առաջադրանքներ:
Կենսաբանական ռոբոտները (կամ բիոբոտները) օգտագործում են կենդանի բջիջներ կամ հյուսվածքները որպես պատրաստման նյութ: Ինչպես բոլոր ռոբոտները, բիոբոտները նույնպես ծրագրավորվող մեքենաներ են, ցուցադրում են ինքնավարություն և կատարում են հատուկ առաջադրանքներ: Սրանք ակտիվ կենդանի և շարժուն սինթետիկ կառույցների հատուկ դաս են:
Կենդանի հյուսվածքները մեկ se, ռոբոտներ չեն: Դրանք կենդանիների մասեր են։ Ապրողները բջիջներ դառնում են ռոբոտներ, երբ նրանք ազատվում են սովորական սահմանափակումներից և ծրագրավորվում են ցանկալի ձևի և գործառույթի մեջ՝ արհեստականորեն համատեղելով և ձևավորելով բջիջները՝ հատուկ վարքագիծ դրսևորելու համար:
Քսենոբոտներ առաջին լիովին կենսաբանական բիոբոտներն էին, որոնք ստեղծվել են լաբորատորիայում 2020 թվականին՝ օգտագործելով գորտի մի տեսակի սաղմի ձվաբջիջները, որոնք կոչվում են: Xenopus laevis (այստեղից էլ՝ Քսենոբոց անվանումը)։ Դա առաջին կենդանի, ինքնավերականգնվող, ինքնավերարտադրվող արհեստական օրգանիզմն էր։ Կենդանի բջիջներն օգտագործվել են որպես շինանյութ, որոնք ազատվել են մնացած սաղմի նորմալ սահմանափակումներից՝ առաջացնելով արհեստական կյանքի նոր ձև, որի մորֆոլոգիան և առանձնահատկությունները արհեստականորեն «նախագծված» են: Այսպիսով, Քսենոբոտը կենդանի սինթետիկ օրգանիզմ էր: Քսենոբոտների մշակումը ցույց է տվել, որ երկկենցաղի սաղմից ստացված բջիջները կարող են ծրագրավորվել ցանկալի ձևի և ֆունկցիայի՝ ազատելով բնական սահմանափակումները: Այնուամենայնիվ, հայտնի չէր, թե արդյոք բիոբոտները կարող են ստեղծվել ոչ երկկենցաղների, թե չափահաս բջիջներից:
Այժմ գիտնականները հաղորդել են բիոբոտների հաջող կառուցման մասին՝ օգտագործելով ոչ սաղմնային հասուն բջիջները մարդ քսենոբոտներից դուրս կարողություններ ունեցող հյուսվածք: Այս բիոբոտն անվանվել է «Անտրոբոտներ«դրա պատճառով մարդ ծագումը:
Քանի որ քսենոբոտները ստացվել են երկկենցաղների սաղմնային բջիջներից՝ առանձին բջիջները ձուլելով, հետազոտական թիմը սկսել է փորձարկել՝ արդյոք բիոբոտներ առաջացնելու կարողությունը սահմանափակվում է այս երկկենցաղների բջիջներով, կամ այլ ոչ երկկենցաղ, ոչ սաղմնային չափահաս բջիջները նույնպես կարող են բիոբոտներ առաջացնել: Ավելին, եթե սերմերի բջիջները պետք է անպայմանորեն քանդակվեն բիոբոտներ ստեղծելու համար, կամ եթե սկզբնական սերմերի բջիջները նույնպես կարող են հանգեցնել բիոբոտների ինքնուրույն կառուցմանը: Դրա համար սաղմնային հյուսվածքների փոխարեն հետազոտողները օգտագործել են հասուն, սոմատիկ բջիջներ, որոնք ստացվել են մարդ թոքերի էպիթելը և կարողացան ստեղծել նոր, բազմաբջիջ, ինքնուրույն կառուցվող, շարժուն կենդանի կառուցվածքներ՝ առանց ձեռքով քանդակելու կամ արտաքին ձև տվող մեխանիզմների օգտագործման: Օգտագործված մեթոդը մասշտաբային է: Զուգահեռաբար ստեղծվեցին բիոբոտների պարսեր, որոնք շարժվում էին թարթիչներով շարժվող շարժիչով և ապրում էին 45–60 օր։ Հետաքրքիր է, որ նկատվել է նաև, որ անթրոբոտները շարժվել են նեյրոնային միաշերտերի ճեղքերով և առաջացրել են արատների արդյունավետ բուժում in vitro:
Անտրոբոտների սինթեզը կարևոր է, քանի որ այն ցույց է տալիս, որ բիոբոտներ առաջացնելու բջիջների պլաստիկությունը չի սահմանափակվում սաղմնային կամ երկկենցաղային բջիջներով: Այն ցույց է տվել, որ չափահաս սոմատիկ մարդ Վայրի բջիջներն առանց որևէ գենետիկ փոփոխության կարող են ձևավորել նոր բիոբոտներ՝ առանց որևէ արտաքին ձև տվող մեխանիզմի:
Anthrobots-ը կատարելագործում է Xenobots-ի նկատմամբ և համապատասխան տեխնոլոգիայի առաջընթաց, որը նշանակալի ազդեցություն ունի կլինիկական օգտագործման համար բարդ հյուսվածքների արտադրության վրա: վերականգնող բժշկություն. Ապագայում կարող է հնարավոր դառնալ յուրաքանչյուր հիվանդի համար անհատականացված Anthrobots արտադրել և դրանք տեղակայել մարմնում՝ առանց որևէ իմունային պատասխան առաջացնելու:
***
Հիշատակում:
- Բլեքիստոն Դ. et al 2023. Կենսաբանական ռոբոտներ. հեռանկարներ զարգացող միջդիսցիպլինար դաշտում: Փափուկ ռոբոտաշինություն. օգոստոսի 2023. 674-686. DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- Գումուսկայան, Գ. et al. 2023. Շարժական կենդանի բիոբոտներ, որոնք ինքնուրույն են կառուցում մեծահասակներից Մարդ Սոմատիկ պրոգենիտոր սերմերի բջիջներ. Ընդլայնված գիտություն 2303575. հրապարակված՝ 30 թվականի նոյեմբերի 2023 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- Թաֆթսի համալսարան 2023. Նորություններ – Գիտնականները փոքրիկ կենսաբանական ռոբոտներ են ստեղծել Մարդ Բջիջներ https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- Էբրահիմխանի Մո.Ռ. և Լևին Մ., 2021. Սինթետիկ կենդանի մեքենաներ. կյանքի նոր պատուհան: iScience հեռանկար. Volume 24, Issue 5, 102505, May 21, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
