Cientistas Criam Primeiros Robôs Vivos e Auto-Replicantes

Cientistas da Universidade de Vermont, Universidade Tufts e do Instituto Wyss para Engenharia Inspirada em Biologia de Harvard criaram os primeiros robôs vivos e auto-replicantes. A criação seguiu a descoberta de uma nova forma de reprodução biológica.

Os resultados da pesquisa foram publicados no Proceedings of the National Academy of Sciences.

Xenobots Vivos

A equipe é a mesma que construiu os primeiros “Xenobots” vivos e descobriu que os organismos projetados por computador e montados à mão são capazes de nadar em seu pequeno prato para encontrar células individuais. Em seguida, eles reúnem centenas delas para montar “bebês” Xenobots que se tornam Xenobots regulares após apenas alguns dias.

Os novos Xenobots podem então sair e construir cópias de si mesmos, repetindo esse processo várias vezes.

Joshua Bongard, Ph.D., é um cientista da computação e especialista em robótica na Universidade de Vermont. Ele liderou a pesquisa.

“Com o design correto – eles se auto-replicarão espontaneamente”, disse Bongard.

A equipe se inspirou no Xenopus laevis, uma espécie de rã, na qual as células embrionárias se desenvolveriam na pele.

Michael Levin, Ph.D., é professor de biologia e diretor do Centro de Descoberta Allen na Universidade Tufts e co-líder da nova pesquisa. Ele também é membro associado do Instituto Wyss.

“Eles estariam sentados na parte externa de um girino, mantendo patógenos e redistribuindo muco”, disse Levin. “Mas estamos colocando-os em um contexto novo. Estamos dando-lhes a chance de reimaginar sua multicelularidade.”

Douglas Blackiston, Ph.D., é coautor da pesquisa e cientista sênior na Universidade Tufts e no Instituto Wyss. Ele foi responsável por montar os “pais” Xenobots e desenvolver a parte biológica do estudo.

“As pessoas pensaram por muito tempo que já tínhamos descoberto todas as maneiras pelas quais a vida pode se reproduzir ou se replicar. Mas isso é algo que nunca foi observado antes”, disse Blackiston.

“Isso é profundo”, continuou Levin. “Essas células têm o genoma de uma rã, mas, libertas de se tornar girinos, elas usam sua inteligência coletiva, uma plasticidade, para fazer algo notável.”

Replicação Espontânea

Experimentos anteriores demonstraram como os Xenobots poderiam ser projetados para realizar tarefas simples, mas os novos mostram como os objetos biológicos podem se replicar espontaneamente.

“Temos o genoma completo e inalterado de uma rã, mas ele não dá nenhuma indicação de que essas células possam trabalhar juntas nessa nova tarefa”, disse Levin.

Sam Kriegman, Ph.D., é o autor principal do estudo.

“Essas são células de rã se replicando de uma maneira muito diferente daquela como as rãs o fazem. Nenhum animal ou planta conhecido pela ciência se replica dessa maneira”, disse Kriegman.

Uma das maiores descobertas nessa pesquisa foi a demonstração da replicação cinemática, que nunca foi observada na escala de células ou organismos inteiros.

Como isso é um território completamente novo dentro do campo da robótica, a equipe está respondendo ao risco associado a essa tecnologia.

“Estamos trabalhando para entender essa propriedade: replicação. O mundo e as tecnologias estão mudando rapidamente. É importante, para a sociedade como um todo, que estudemos e entendamos como isso funciona”, disse Bongard. ” (os robôs) não são o que me mantém acordado à noite. O que apresenta risco é a próxima pandemia; o dano ao ecossistema acelerado pela poluição; as ameaças intensificadas das mudanças climáticas. Isso é um sistema ideal para estudar sistemas auto-replicantes. Temos um imperativo moral para entender as condições sob as quais podemos controlá-lo, direcioná-lo, apagá-lo, exagerá-lo.”

Os robôs vivos são mantidos inteiramente em um laboratório, podem ser extintos facilmente e são avaliados por especialistas em ética federais, estaduais e institucionais.

A equipe vê muitas aplicações potenciais para essa tecnologia, incluindo a medicina regenerativa.

“Se soubéssemos como dizer a coleções de células para fazerem o que queremos que elas façam, ultimate, isso é medicina regenerativa – essa é a solução para lesões traumáticas, defeitos de nascimento, câncer e envelhecimento”, disse Levin. “Todos esses problemas diferentes estão aqui porque não sabemos como prever e controlar o que grupos de células vão construir. Os Xenobots são uma nova plataforma para nos ensinar.”