最初の自己複製型、生きているロボットを科学者が作成

バーモント大学、タフツ大学、ハーバード大学のワイス生物学に基づいたエンジニアリング研究所の科学者たちは、最初の自己複製型、生きているロボットを作成しました。この創造は、新しい生物学的複製の形の発見に続きました。

研究の結果は、米国国家科学アカデミー紀要に掲載されました。

生きているゼノボット

チームは、最初の生きている「ゼノボット」を作成した同じチームであり、コンピューターで設計され、手作業で組み立てられた生物が、単細胞を集めるために小さな皿の中を泳いで移動することができることが発見されました。彼らは何百もの細胞を集め、数日で通常のゼノボットになる「赤ちゃん」ゼノボットを組み立てます。

新しいゼノボットは、自分自身のコピーを作成し、繰り返しこのプロセスを実行することができます。

ジョシュア・ボンガード博士は、バーモント大学のコンピューター科学者であり、ロボティクス専門家です。彼は研究を共同で指揮しました。

「適切な設計があれば、ゼノボットは自発的に自己複製します」とボンガードさんは述べました。

チームは、Xenopus laevisカエルからインスピレーションを得ました。カエルでは、胚細胞が皮膚に発達します。

マイケル・レヴィン博士は、タフツ大学の生物学教授であり、アレン発見センターのディレクターです。彼はワイス研究所のアソシエイトファクルティメンバーでもあります。

「彼らはオタマジャクシの外側に座り、病原体を阻止し、粘液を再分配していました。しかし、私たちは彼らに新しい文脈を与えています。彼らに多細胞性を再想像する機会を与えています」とレヴィン博士は述べました。

ダグラス・ブラックストン博士は、研究の共同著者であり、タフツ大学およびワイス研究所のシニアサイエンティストです。彼はゼノボット「親」の組み立てと研究の生物学的部分の開発を担当しました。

「人々は、生命が複製または複製するすべての方法を理解しているという考えを持ってきました。しかし、これは以前には観察されたことがないものです」とブラックストン博士は述べました。

「これは深遠です」とレヴィン博士は続けました。「これらの細胞にはカエルのゲノムがありますが、オタマジャクシになることをやめると、集団的知性、可塑性を使用して驚くべきことを行います」

自発的な複製

以前の実験は、ゼノボットが単純なタスクを実行するように設計できることを示しましたが、新しいゼノボットは、生物学的オブジェクトが自発的に複製する方法を示しています。

「私たちは完全な、変更されていないカエルのゲノムを持っていますが、これらの細胞がこの新しいタスクに共同で働くことができるというヒントはありません」とレヴィン博士は述べました。

サム・クリーグマン博士は、研究の第一著者です。

「これらはカエル細胞ですが、カエルが行うのとは異なる方法で複製しています。動物や植物がこのように複製することは、科学では知られていません」とクリーグマン博士は述べました。

この研究の最大のブレークスルーの一つは、細胞や生物のスケールで観察されたことがないキネマティック複製の実証でした。

この技術はロボティクスの分野では完全に新しい領域であるため、チームはこのような技術に関連するリスクに応じています。

「私たちはこの特性、つまり複製を理解するために取り組んでいます。世界と技術は急速に変化しています。社会全体にとって、どのように機能するかを理解することが重要です」とボンガード博士は述べました。 「（ロボットは）私が夜中に目が覚める理由ではありません。パンデミックのリスク、生態系への損傷、気候変動の脅威などが私を夜中に目が覚める理由です。これは、自己複製システムを研究するための理想的なシステムです。私たちには、それを制御し、方向づけ、消滅させる条件を理解するという道徳的義務があります」

生きているロボットは完全に研究室内に保管されており、簡単に消滅させることができ、連邦、州、機関の倫理専門家によって検証されています。

チームは、このような技術の潜在的な応用を多数見ています。再生医療などが含まれます。

「もし私たちが細胞の集団に何をさせたいかを伝える方法を知っていたら、最終的にはそれが再生医療です。創傷、先天性疾患、がん、老化への解決策です。これらの問題はすべて、細胞の集団が何を構築するかを予測して制御する方法を知らないため存在します。ゼノボットは私たちに教えるための新しいプラットフォームです」とレヴィン博士は述べました。