Xenobot 3.0: i bio-robot alla terza generazione. E ora sono capaci di auto-replicarsi


Lo scorso anno un gruppo di scienziati e ricercatori al lavoro presso l’Universit del Vermont aveva annunciato la realizzazione delle prime “macchine viventi”, capaci di assemblarsi autonomamente a partire da cellule staminali di embrioni di rana. Si tratt, ne avevamo parlato, della seconda generazione di “Xenobot” la cui differenza fondamentale dalla prima generazione era proprio nella capacit di assemblarsi in autonomia.

I ricercatori annunciano in questi giorni la terza generazione di Xenobot, che sono ora capaci di auto-replicarsi: questi particolari organismi progettati al computer e assemblatisi in autonomia possono ora muoversi nel loro “brodo”, trovare singole cellule e raccoglierne centinaia insieme assemblando dei “cuccioli” di Xenobot al loro interno che, in pochi giorni, crescono e si muovono come gli “adulti”, conservandone anche la capacit di replicazione.

Xenobot 3.0: ora possono auto-replicarsi

Joshua Bongard, informatico ed esperto di robotica presso l’Universit del Vermont e co-responsabile del nuovo progetto di ricerca, ha commentato: “Con il giusto design, si autoreplicano spontaneamente”. I ricercatori spiegano che le cellule utilizzate si specializzerebbero spontaneamente in pelle ma che il loro inserimento in uno contesto nuovo offre loro la possibilit di “reimmaginare la loro multicellularit”.

In particolare l’aspetto chiave della ricerca che pur possedendo il genoma di una rana queste cellule, una volta “liberate” dal diventare girini, sono in grado di usare una sorta di “intelligenza collettiva” per fare qualcosa di completamente diverso e sorprendente. I ricercatori avevano gi accolto con sorpresa, nei precedenti esperimenti, la possibilit di progettare gli Xenobot per svolgere compiti semplici, ed ora stato ancor pi sbalorditivo assistere alla capacit di replicarsi spontaneamente.


Michael Levin, professore di biologia e direttore dell’Allen Discovery Center della Tufts University e co-responsabile della nuova ricerca, sottolinea: “Abbiamo il genoma della rana completo e inalterato, che per non ha fornito alcun indizio sul fatto che queste cellule possono lavorare insieme su questo nuovo compito”. I ricercatori insistono sul fatto che questa modalit di replicazione qualcosa di inedito dal punto di vista biologico. La replicazione cinematica nota a livello di molecole, ma non mai stata osservata in precedenza a livello di cellule o organismi.

I ricercatori hanno studiato quale forma degli Xenobot risultasse pi adatta ed efficace nel processo di replica. “chiesto al supercomputer dell’UVM di capire come regolare la forma dei genitori iniziali e l’intelligenza artificiale ha escogitato alcuni strani progetti dopo mesi di calcoli, incluso uno che assomigliava a Pac-Man. molto poco intuitivo. Sembra molto semplice, ma non qualcosa che un ingegnere umano potrebbe inventare. Perch una bocca minuscola? Perch non cinque? Abbiamo inviato i risultati a Doug e ha costruito questi Xenobot genitori a forma di Pac-Man. Poi quei genitori hanno costruito figli, che hanno costruito nipoti, che hanno costruito pronipoti, che hanno costruito trisnipoti”. Detta in altro modo, una forma adeguata ha consentito di ampliare in maniera significativa il numero di generazioni.

Rischi e paure: l’obiettivo una comprensione pi profonda

La prospettiva di una biotecnologia autoreplicante potrebbe essere accolta in maniera molto varia, dalla preoccupazione all’entusiasmo, ma l’obiettivo del gruppo di scienziati quello di giungere ad una comprensione pi profonda del meccanismo. “Stiamo lavorando per comprendere questa propriet: la replica. Il mondo e le tecnologie stanno cambiando con rapidit. E’ importante, per la societ nel suo insieme, studiare e compendere come funziona” precisa Bongrad.

I ricercatori vedono in queste biotecnologie una possibile risposta alle sfide che attualmente l’umanit si trova ad affrontare su pi versanti come le minacce pandemiche, le patologie ancora incurabili, i danni agli ecosistemi o i cambiamenti climatici. “La velocit con cui possiamo produrre soluzioni molto importante. Dobbiamo creare soluzioni tecnologiche che crescano allo stesso ritmo delle sfide che affrontiamo”.

In particolare il gruppo di ricercatori vede negli Xenobot e nelle nuove possibili conoscenze acquisibili da questi progetti una strada promettente per la medicina rigenerativa. La possibilit di “impartire ordini” alle cellule potrebbe aprire la porta ad approcci terapeutici oggi non percorribili, in particolare per quanto riguarda il trattamento di lesioni traumatiche o patologie degenerative. “Questi problemi esistono perch non sappiamo come prevedere e controllare quali gruppi di cellule si andranno a costruire. Gli Xenobot sono una nuova piattaforma che ce lo pu insegnare” afferma Levin.


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