agosto 16, 2022

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Los primeros robots vivientes y autorreplicantes del mundo se reproducen como back-man

La rana de garras africana (Xenobus lewis) deriva su nombre de las células madre que forman los genopodos de menos de un milímetro (0,04 pulgadas) de ancho. Las pequeñas burbujas se lanzaron por primera vez en 2020, después de que los experimentos demostraran que pueden moverse, trabajar juntas en grupos y curarse por sí mismas.

Los científicos que ahora los han desarrollado en la Universidad de Vermont, la Universidad Duffts y el Instituto Vice de Ingeniería Inspirada en Biología de la Universidad de Harvard dicen que han descubierto una forma completamente nueva de reproducción biológica que es diferente de cualquier animal o planta conocida por la ciencia.

Michael Levine, profesor y director de biología en el Alan Discovery Center de la Universidad de Dufts, copresidente de la nueva investigación, dijo: «Me sorprendió.

«Las ranas tienen una forma de reproducción de uso común, pero tú … les das la oportunidad de liberarse (células) del resto del embrión y descubrir cómo deberían ser en el nuevo entorno. Encuentran una nueva forma de moverse, pero encuentran una nueva forma de reproducirse «.

¿Robot o criatura?

Las células madre son células no especializadas capaces de formar diferentes tipos de células. Para crear los genotipos, los investigadores limpiaron las células madre vivas del embrión de rana y las dejaron para que eclosionaran. No hay manipulación en los genes involucrados.

«La mayoría de la gente piensa que los robots están hechos de metales y cerámica, pero no de lo que está hecho un robot, sino de lo que hace, funciona en nombre de las personas». Dijo Josh Pongard, profesor de informática y experto en robótica de la Universidad de Vermont.

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«En ese sentido, es un robot, pero claramente es un organismo hecho de una célula de rana modificada genéticamente».

Bangard dijo que inicialmente descubrieron que se podían copiar genotipos que eran de forma esférica y estaban compuestos por unas 3.000 células. Pero esto rara vez sucedió y solo bajo ciertas circunstancias. Los genópodos usan «reflejos cinéticos»; se sabe que esto ocurre a nivel molecular, pero no se ha observado previamente a nivel de células u organismos completos, dijo Bongard.

Con la ayuda de la inteligencia artificial, los investigadores han probado miles de millones de formas corporales y han hecho que los xenobots sean muy eficaces para copiar este tipo. La supercomputadora vino con un formato C similar al videojuego Back-Man de los años 80. Una placa de Petri pudo detectar pequeñas células madre y recolectar cientos en su boca, y unos días después el paquete de células se convirtió en nuevos genotipos.

Los padres hacen girar una gran bola de células madre que maduran y se convierten en un nuevo xenobot.

«La IA no programó estas máquinas de la manera que normalmente pensamos sobre la escritura de código. Vino con este formato de diseño y escultura de Pac-Man», dijo Bongard.

«La forma, en esencia, el programa. La forma afecta cómo se comportan los xenobots para amplificar este proceso increíblemente sorprendente».

Los xenobots son una tecnología muy temprana, piense en una computadora en la década de 1940, sin aplicaciones prácticas todavía. Sin embargo, los investigadores dicen que la combinación de biología molecular e inteligencia artificial se puede utilizar en muchas tareas en el cuerpo y el medio ambiente. Esto puede incluir recolectar microplásticos en los océanos, examinar los sistemas de raíces y regenerar la medicina.

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Si bien la posibilidad de la biotecnología autorreplicante plantea preocupaciones, dijeron los investigadores, las máquinas vivas pueden mantenerse completamente en el laboratorio y apagarse fácilmente porque son biodegradables y controladas por expertos en protocolos.

La investigación fue financiada parcialmente por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, una agencia federal que supervisa el desarrollo de tecnología para uso militar.

«Muchas cosas son posibles si usamos la capacidad de las células para resolver este tipo de plasticidad y problemas», dijo Bongard.

El estudio fue publicado el lunes en la revista científica co-revisada PNAS.