«Ռոբոտ» բառը հիշեցնում է մարդանման արհեստական մետաղական մեքենայի (հումանոիդի) պատկերներ, որոնք նախագծված և ծրագրավորված են մեզ համար որոշ առաջադրանքներ ավտոմատ կերպով կատարելու համար: Այնուամենայնիվ, ռոբոտները (կամ բոտերը) կարող են լինել ցանկացած ձևի կամ չափի և կարող են պատրաստված լինել ցանկացած նյութից (ներառյալ կենսաբանական նյութերը, ինչպիսիք են կենդանի բջիջները)՝ կախված դիզայնից և ֆունկցիոնալ պահանջներից: Այն կարող է չունենալ որևէ ֆիզիկական ձև, ինչպես Siri-ի կամ Alexa-ի դեպքում : Ռոբոտները ռացիոնալ նախագծված արտեֆակտներ կամ մեքենաներ են, որոնք ցուցաբերում են ինքնավարություն և կատարում են որոշակի առաջադրանքներ:
Կենսաբանական ռոբոտները (կամ բիոբոտները) որպես արտադրական նյութ օգտագործում են կենդանի բջիջներ կամ հյուսվածքներ: Բոլոր ռոբոտների նման, բիոբոտները նույնպես ծրագրավորվող մեքենաներ են, ցուցաբերում են ինքնավարություն և կատարում են որոշակի առաջադրանքներ: Սրանք ակտիվ ապրող և շարժուն սինթետիկ կառուցվածքների հատուկ դաս են:
Կենդանի հյուսվածքները , որպես այդպիսին , ռոբոտներ չեն։ Դրանք կենդանիների մասեր են։ Կենդանի բջիջները դառնում են ռոբոտներ, երբ ազատվում են սովորական սահմանափակումներից և ծրագրավորվում են ցանկալի ձևի և գործառույթի՝ արհեստականորեն միավորելով և ձևավորելով բջիջները՝ որոշակի վարքագիծ դրսևորելու համար։
Քսենոբոտները առաջին լիովին կենսաբանական բիոբոտներն էին, որոնք ստեղծվել են լաբորատորիայում 2020 թվականին՝ օգտագործելով Xenopus laevis (այստեղից էլ՝ Քսենոբոտների անվանումը) գորտի տեսակի սաղմերի ձվաբջիջները։ Դրանք առաջին կենդանի, ինքնավերականգնվող, ինքնավերարտադրվող արհեստական օրգանիզմն էին։ Կենդանի բջիջները օգտագործվել են որպես շինանյութեր, որոնք ազատվել են սաղմի մնացած մասի նորմալ սահմանափակումներից՝ արհեստական կյանքի նոր ձև ստեղծելու համար, որի ձևաբանությունն ու առանձնահատկությունները արհեստականորեն «նախագծված» էին։ Այսպիսով, Քսենոբոտը կենդանի սինթետիկ օրգանիզմ էր։ Քսենոբոտների զարգացումը ցույց տվեց, որ երկկենցաղային սաղմից ստացված բջիջները կարող են ծրագրավորվել ցանկալի ձևի և գործառույթի՝ բնական սահմանափակումները վերացնելով։ Այնուամենայնիվ, հայտնի չէր, թե արդյոք բիոբոտները կարող են ստեղծվել ոչ երկկենցաղային, թե չափահաս բջիջներից։
Գիտնականները հայտնել են ոչ սաղմնային մարդկային հյուսվածքից վերցված չափահաս բջիջներից բիոբոտների հաջող կառուցման մասին, որոնք ունեն քսենոբոտներից անդին հնարավորություններ: Այս բիոբոտը անվանվել է « անթրոբոտներ »՝ իր մարդկային ծագման պատճառով :
Քանի որ քսենոբոտները ստացվել են երկկենցաղային սաղմնային բջիջներից՝ բջիջները անհատապես ձևավորելով, հետազոտական խումբը սկսեց ստուգել, թե արդյոք բիոբոտներ առաջացնելու ունակությունը սահմանափակվում է այս երկկենցաղային բջիջներով, թե՞ այլ ոչ երկկենցաղային, ոչ սաղմնային չափահաս բջիջները նույնպես կարող են բիոբոտներ ստեղծել: Ավելին, արդյո՞ք սերմնային բջիջները պետք է անպայմանորեն առանձին ձևավորվեն բիոբոտներ ստեղծելու համար, թե՞ սկզբնական սերմնային բջիջների համարձակումը նույնպես կարող է հանգեցնել բիոբոտների ինքնուրույն կառուցմանը: Դրա համար, սաղմնային հյուսվածքների փոխարեն, հետազոտողները օգտագործել են մարդու թոքերի էպիթելիայից ստացված չափահաս, սոմատիկ բջիջներ և կարողացել են ստեղծել նոր, բազմաբջիջ, ինքնակազմակերպվող, շարժուն կենդանի կառուցվածքներ՝ առանց ձեռքով ձևավորման կամ որևէ արտաքին ձև տվող մեխանիզմի օգտագործման: Օգտագործված մեթոդը մասշտաբային է: Զուգահեռաբար ստեղծվել են բիոբոտների խմբեր, որոնք շարժվել են թարթիչների շարժիչ ուժով և ապրել 45-60 օր: Հետաքրքիր է, որ նաև նկատվել է, որ անտրոբոտները շարժվել են նեյրոնային մոնաշերտերի կոտրվածքների միջով և in vitro պայմաններում առաջացրել են թերությունների արդյունավետ բուժում:
Անտրոբոտների սինթեզը նշանակալից է, քանի որ այն ցույց է տալիս, որ բջիջների պլաստիկությունը՝ բիոբոտներ առաջացնելու համար, չի սահմանափակվում միայն սաղմնային կամ երկկենցաղային բջիջներով։ Այն ցույց է տվել, որ չափահաս սոմատիկ մարդու վայրի բջիջները՝ առանց որևէ գենետիկական մոդիֆիկացիայի, կարող են ձևավորել նոր բիոբոտներ՝ առանց որևէ արտաքին ձև տվող մեխանիզմի։
Անտրոբոտները քսենոբոտների համեմատ կատարելագործում են և համապատասխան տեխնոլոգիայի առաջընթաց, որը զգալի հետևանքներ ունի վերականգնողական բժշկության մեջ կլինիկական օգտագործման համար բարդ հյուսվածքների արտադրության համար : Ապագայում հնարավոր է դառնալ յուրաքանչյուր հիվանդի համար անհատականացված անտրոբոտներ 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
***
