Bilim adamları dünyanın ilk kendi kendini kopyalayan xenobot biorobotlarını yarattılar

İster tomurcuklanan bir bitkiden ister cinsel üremeden bahsediyor olalım, gezegenimizdeki her tür üreme, bir organizmanın içinde veya vücudunda büyüyen yavruları içerir. Ancak bilim adamları, daha önce Dünya’da görülmemiş, tamamen yeni bir üreme biçimi kullanarak çoğalan ilk yaşayan robotları yarattılar.

Yapay zeka yardımıyla geliştirilen “ebeveyn” organizma kırmızı ve yeşil olarak gösterilir – onun tarafından toplanan hücreler, yavrulara dönüşür. Fotoğraf Douglas Blakiston/Sam Kriegman

Vermont Üniversitesi’nden (Burlington, ABD) araştırmacılar, “yavru” üretebilen ksenobotlar olarak adlandırılan yeni yaşam formları yarattılar. Biyolojik robotlar, yapay zeka (AI) kullanılarak bir süper bilgisayarda simüle edildi ve daha sonra kurbağa embriyonik kök hücreleri kullanılarak gerçek hayatta oluşturuldu. Uzmanlardan oluşan bir ekip, yapay zeka projesini laboratuvarda test ettiğinde, xenobotlar gerçekten çoğalmaya başlayınca şaşırdılar.

Xenobotlar, düz pençeli kurbağa (Xenopus laevis) embriyolarından elde edilen kök hücre dokusundan oluşturulan sentetik yaşam formlarıdır. İmaj kredisi: Douglas Blakiston ve Sam Kriegman.

Tufts Üniversitesi’nde kıdemli bir araştırmacı olan ortak yazar Douglas Blakiston, “İnsanlar uzun süredir yaşamın yeniden üretilebileceği veya çoğalabileceği tüm yolları bildiklerini düşündüler. Ancak bu daha önce hiç gözlemlenmedi” diyor.

2020’de ekip, simüle edilmiş biyolojik materyali kullanarak yapay yaşam formlarının eskizlerini oluşturmak için yapay zeka kullandı ve daha sonra pürüzsüz pençeli kurbağanın (Xenopus laevis) embriyonik dokularını kullanarak pratikte oluşturmayı başardılar. Xenobotlar, gerekli işleve bağlı olarak farklı şekillerde kalıplandı. Üç gün sonra kirpikler geliştirdiler ve embriyonun enerji rezervleri sayesinde birkaç hafta hayatta kalarak kendi başlarına hareket edebildiler.

Bu ilk çalışma, bilim adamlarının bir embriyodan kök hücreleri çıkarabilecekleri ve onları daha önce görülmemiş organizmalara dönüştürebilecekleri gözlemini doğrulamaktadır. Aynı zamanda hücreler, embriyonik konakçıların özelliği olmayan davranışlar sergilediler. Örneğin embriyoda gelişmeye bırakılsalar, hayvan derisi hücrelerini oluşturmaya başlayacaklardı.


Kendiliğinden kinematik kendini kopyalama (A) Kök hücreler, gelişimin erken bir aşamasında bir kurbağa blastulasından toplanır, ayrılmak ve tuzlu suya yerleştirildi, burada ∼3,000 hücre içeren küreler halinde toplandılar. 3 gün sonra kürelerin (B) dış yüzeylerinde kirpikler gelişir, 50 hücreden sonra tekrar kirpikli döle (F) dönüşürler ve eğer onlara ek ayrışmış kök hücreler verilirse yeni bir soy oluştururlar.

Tufts Üniversitesi’ndeki Allen Keşif Merkezi direktörü ve yeni çalışmanın liderlerinden biri olan Michael Levine, “Bunlar, iribaşın vücuduna yerleştirilmeleri, onu patojenlerden korumaları ve mukusu yeniden dağıtmaları gerekir” diyor. Bu hücrelerin bir kurbağa genomu var, ancak onları iribaş olma yeteneklerinden arındırdık ve kolektif zekalarını, esnekliklerini harika bir şey yapmak için kullanıyorlar.”

Yeni bir çalışmada, bir süper bilgisayar, ekibe canlı robotları, eksik bir parçası olan ünlü atari oyunundaki Pac-Man’e benzeyen bir pizza şeklinde yeniden şekillendirmeleri için meydan okudu. Bilim adamları daha sonra ksenobotları binlerce serbest yüzen hücreyle dolu bir kaba yerleştirdi. Robotlar, Pac-Man gibi “ağızlarını” kullanarak hareket etmeye, yüzlerce hücreyi toplamaya ve “kinematik çoğaltma” adı verilen bir yaklaşımla onları xenobot bebeklere dönüştürmeye başladığında şok oldular. Bu yöntemde, yavru elde etmek için organizmalar hareketlerine ve ortam sıcaklığına bağlı olarak kendi kendine toplanır.

Bu durumda yavru, ebeveynleri ile aynı şekilde hareket etti ve beş gün sonra kendiliğinden kinematik süreci başlattı. Bu davranış yalnızca donör embriyoda (kurbağa) değil, aynı zamanda Dünya gezegeninde bilinen diğer bitki veya hayvanlarda da yoktur.

Ekip, peptitler, RNA sentezinden önce gelen ve tamamen kinematik replikasyona bağlı olan daha büyük moleküller halinde kendi kendine bir araya gelmeye başladığında, “yaşamın en başlangıcının gözlerimizin önünde gerçekleştiğini” öne sürüyor. denilen teoriİlk Çorba“, Sovyet biyokimyacı tarafından ilk önerildiğinden beri birçok bilim insanına musallat oldu. Aleksandr İvanoviç Oparin 1924’te ve J. B. S. Haldane 1929’da. Bu çalışma sayesinde bilim adamları nihayet kesin bir cevap alabilecekler.

Üstel fayda: Kısmen tamamlanmış bir devre içinde kendi kendini kopyalayan Pac-Man xenobot’lar.

Pratik bir bakış açısından, robotların çocuk doğurma yeteneği, küçük ksenobotların (genellikle yaklaşık bir hafta yaşarlar) insan vücudunda belirli işlevleri yerine getirebileceği süreyi büyük ölçüde artıracaktır. Gelecekte ekip, örneğin arterlerdeki plakları çıkarmak, kanser hücrelerini bulup yok etmek veya organ nakli için dokular oluşturmak için robotların şeklini değiştirebilir.

Yeniden yapılandırılabilir organizmalarda kinematik kendini kopyalama (S1 filminin parçası)

Vermont Üniversitesi’nden robotik uzmanı Joshua Bongard, yeni çalışmanın ortak liderliğini yapıyor, COVID pandemisinin sonuna işaret ediyor. “Çözüm üretme hızımız çok önemli. Xenobotlardan öğrenerek teknolojiler geliştirebilirsek, yapay zeka ile çok hızlı iletişim kurabiliriz: “X ve Y’yi üreten ve Z’yi bastıran biyolojik bir araca ihtiyacımız var”. çok faydalı olabilir. Bugün çok zaman alıyor.” Şimdi ekip, bir sonraki küresel krize hızla çözümler bulmak için teknolojisini kullanmayı planlıyor.

evrimsel kendini kopyalama. (Kısaca) Bağımsız evrimsel denemeler, çeşitli yavru formları (H) ile kendi kendini üreyen sürülerin geliştirilmesine yol açmıştır.

Kaynak:

Similar Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published.