科学家用青蛙细胞创造出“生命机器”,能集体运动,还能记忆和自我修复
2021-04-06
生物世界
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研究团队从非洲爪蟾胚胎中提取干细胞,使它们自组装并长成球形,几天后其中的一些细胞分化产生纤毛,这些纤毛就像腿一样,可以帮助球形的Xenobots快速移动。
这些细胞可以将其遗传编码的纤毛重新用于新功能的——运动,令人惊奇的是,这些细胞可以自发承担起新的角色并创建新的身体计划和行为,而无需为这些特征进行长时间的进化选择。
当非洲爪蟾细胞将自己组装成Xenobots时,它们可以借助表面上存在的纤毛以协同的方式移动。而且它们可以接受外科手术、遗传、化学和光学刺激。Xenobots可以在水中操纵,在受损伤后能够自愈,并表现出可预测的集体行为。
研究团队表示,目前Xenobots虽然只能做一些简单的任务,但是最终的目标是开发出一种有用的新型生命机器,例如用于清理海洋中的微塑料或土壤中的污染物。
可以记录信息
研究团队在创建Xenobots之前,向非洲爪蟾胚胎细胞中注入了编码EosFP蛋白的mRNA,该蛋白会发出绿色荧光,但是当暴露于390nm波长的蓝光时,该蛋白会发出红光。因此,成熟的Xenobots具有内置的荧光开关,可以记录暴露于蓝光的情况。
为了验证这一功能,研究团队将10个Xenobots放置在一个直径5厘米的培养皿表面,培养皿中有一个直径7毫米的区域直射蓝光,2个小时后,有3个Xenobots发出了红光,其余的保持原始绿色,这表明这3个机器人曾运动到了这束蓝光下,有效记录了它们的“旅行经历”。
研究团队表示,可以利用Xenobots的这种分子记忆来检测放射性污染物、化学污染物的存在,或药物、疾病状况等等。
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