Ксеноботы размером около миллиметра смогут решить весьма широкий спектр задач: доставить лекарство в определенную зону человеческого организма, очистить сосуды от бляшек, избавить океан от микропластика или радиоактивных отходов.

Что это за «зверь»?

«По сути, это живые машины, — говорит Джошуа Бонгард, специалист по компьютерам и робототехнике из Университета Вермонта, возглавляющий исследование, — Ксенобот не является ни традиционным роботом, ни животным. Это новый класс существ: живой, программируемый организм».

Чтобы создать биороботов, ученые университета Вермонта разработали искусственный интеллект, способный моделировать тысячи новых форм жизни. Успешно спроектированные организмы сохранялись и совершенствовались, в то время как неудачные были удалены. После ста независимых запусков алгоритма для тестирования были отобраны наиболее перспективные проекты.

Затем команда университета Тафтса, возглавляемая профессором биологии Майклом Левиным, и микрохирург Дуглас Блэкистон воплотили гениальную идею в жизнь. Они взяли стволовые клетки из эмбрионов африканских лягушек, вида Xenopus laevis (отсюда и название «ксеноботы»). Используя крошечные щипцы и еще более крошечный электрод, разрезали клетки и соединили их под микроскопом так, как было запрограммировано искусственным интеллектом.

Из объединенных клеток получились новые организмы. Клетки сердца лягушки выступили в роли моторчиков, позволяющих ксеноботу двигаться вперед, а клетки кожи создали каркас. Во время испытаний ксеноботы перемещались по кругу и транспортировали к центру микроскопические гранулы.

Биороботы способны двигаться согласованно и исследовать водную среду в течение нескольких дней или недель, питаясь эмбриональными запасами энергии. Они не едят, не размножаются, живут около недели. Ксеноботы обладают отличной способностью к самовосстановлению. Когда ученые повредили клетки одного из роботов, он сам ликвидировал рану. Однако, если ксенобота опрокинуть «вверх ногами», он не сможет перевернуться и будет, как жук лежать на спине. Еще один важный момент: созданные организмы полностью биоразлагаемы.

Взлом кода

Чтобы организм развивался и функционировал, в клетках и между ними постоянно происходит обмен информацией. Что определяет анатомию клеток? Ксеноботы на 100 % созданы из ДНК лягушек, но это не лягушки, а совсем новые живые сущности.

Создание ксеноботов — это первый шаг к разгадке «морфогенетического кода», дающий более глубокое представление об организмах, их развитии, и хранимой ими информации. Эта инновация объединяет биологию и компьютерные технологии.

Стоит ли бояться?

Это исследование олицетворяет то, чего люди боятся — страх, что искусственно созданные формы жизни выйдут из-под контроля. Но в случае с ксеноботами, как считают их создатели, риски исключены: после того как биоробот закончит выполнение своей задачи, он станет просто набором мертвых клеток, которые исчезнут без следа.

«Если человечество собирается выжить в будущем, нам нужно лучше понять, как сложные сущности неведомым образом возникают из простых», — говорит Левин.

Неизбежно возникают вопросы этики в отношении создаваемых таким путем организмов, даже если они не могут думать и чувствовать так, как мы. Негативная реакция общества на подобные эксперименты вполне естественна. Однако следует помнить, что биологические формы, смоделированные искусственным интеллектом, смогут исправлять врожденные дефекты, устранять опухоли, регенерировать тело человека и даже победить старение. И все это уже не из мира фантастики, а наше ближайшее будущее.

13 мая 2021