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可繁衍后代的活体机器人诞生？ | 再生医学

2021-12-10 14:00 思宇MedTech

可自我复制！

曾在 2020 年 1 月以创造全球首个活体机器人（Xenobot）轰动世界的团队，再次制造了惊喜 —— 研发出可自我复制的活体机器人。

2021 年 11 月 29 日，该研究以题为 Kinematic self-replication in reconfigurable organisms 的文章发表在 Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS）上，同样出自佛蒙特大学、塔夫茨大学、哈佛大学 Wyss 研究所组成的研究团队。

（来源：PNAS）

此前，该团队基于进化算法，用青蛙的皮肤细胞和心肌细胞设计出多款可定向移动的毫米级机器人形态。他们将这些活体机器人命名为 Xenobot，并认为其具有药物递送的潜力，引发高度关注，相关研究论文于去年 1 月发表在 PNAS 上。

而 Bongard 在接受 DeepTech 采访时也曾提到，如果能够实现用患者自己的细胞制造机器人，这项技术才有望真正用于药物递送。

图 | 不同形态的可移动细胞机器人（来源：佛蒙特大学）

在近日发布的研究文章中，这一研究团队发现他们合成的细胞活体机器人 Xenobot 不仅可以定向移动，还能通过将环境中的解离细胞移动、压缩来实现运动学自我复制，即依赖自我运动完成复制的过程。

“这些青蛙细胞的复制方式与青蛙的繁殖方式大不相同，科学界已知的任何动物或植物都不会以这种方式进行复制，” 塔夫茨大学、哈佛大学 Wyss 生物启发工程研究所博士后研究员、该论文作者之一 Sam Kriegman 说。

佛蒙特大学计算机科学家和机器人专家、该论文共同通讯作者 Joshua Bongard 解释说，“在正确的设计之下，它们（青蛙细胞）才会进行这样自发地自我复制。”

图 | 细胞簇自发的自我复制运动（来源：PNAS）

该团队还表明，通过人工智能算法，可以设计出更容易复制的细胞集群，执行特定的工作。这意味着，未来这些经过设计的细胞簇可能无需任何外部干预，仅通过自我复制便可实现更大的价值。

对于该研究的价值，“人们认为已经找到了生命繁殖或复制的所有方式，但我们发现了此前从未观察到的现象 —— 细胞簇水平上的运动学自我复制。”

“这些细胞簇可以实现自我复制，但通常整个系统会在之后一段时间消亡。实际上，要让系统继续复制是非常困难的，”Kriegman 说。

Bongard 提到，该发现或许可以用在水域中部署活体机器人吸收微塑料、以此开发治疗疾病的新药以及再生医学等。

上述论文另一通讯作者 Michael Levin 表示，“如果我们掌握让细胞集合并执行特定任务的方法，将进一步推动再生医学的发展，为外伤、先天缺陷、癌症、衰老等提供解决方案，但问题在于，目前我们对细胞将要集合构建的细胞簇尚没有办法预测和控制。”

参考资料：

[1]https://www.pnas.org/content/118/49/e2112672118

[2]https://wyss.harvard.edu/news/team-builds-first-living-robots-that-can-‍

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细胞,机器人,复制,研究,活体

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