Lần đầu tiên robot sống (xenobot) có thể sinh sản

14/06/2022

Xenobot là công nghệ rất mới - giống với việc phát hiện một chiếc máy tính những năm 1940 - và chưa có bất kỳ ứng dụng thực tế nào. Tuy nhiên, sự kết hợp giữa sinh học phân tử và trí tuệ nhân tạo này có tiềm năng được sử dụng trong nhiều định hướng nghiên cứu như việc thu thập vi nhựa trong đại dương và y học tái tạo.

Các nhà khoa học Hoa Kỳ, những người tạo ra robot sống đầu tiên được gọi là xenobot, cho biết các dạng sống này có thể sinh sản theo cách chưa từng thấy ở thực vật và động vật.

Được hình thành từ các tế bào gốc của loài ếch có móng vuốt châu Phi (Xenopus laevis), các xenobot có kích thước chưa đến 1mm. Lần đầu tiên được công bố vào năm 2020, các thí nghiệm cho thấy chúng có khả năng tự di chuyển, tương tác theo nhóm và tự chữa lành.

Trong báo cáo mới nhất từ các nhà khoa học tại Đại học Vermont, Đại học Tufts và Viện Kỹ thuật Sinh học thuộc Đại học Harvard cho biết đã phát hiện ra một hình thức sinh sản hoàn toàn mới từ các xenobot.

Michael Levin, giáo sư sinh học và giám đốc Allen Discovery Center tại Đại học Tufts, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Tôi vô cùng kinh ngạc vì điều đó”.

“Ếch có cách thức sinh sản riêng nhưng khi bạn tách các tế bào khỏi phôi, bạn tạo cơ hội cho chúng tự tìm cách sinh trưởng trong môi trường mới. Chúng không chỉ tìm ra cách tự di chuyển và có vẻ còn tìm ra cách sinh sản mới”.

                      

Hình: Các Xenobot trong môi trường nuôi cấy (Theo Douglas Blackiston and Sam Kiegman)

Tế bào gốc là những tế bào không chuyên biệt, có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau. Để tạo ra xenobot, các nhà khoa học đã tách các tế bào gốc từ phôi ếch và mang đi ủ. Không có thao tác nào liên quan đến việc biến đổi gen.

Josh Bongard, giáo sư khoa học máy tính và robot tại Đại học Vermont cho biết: “Hầu hết mọi người đều nghĩ robot được làm bằng kim loại và gốm sứ, nhưng định nghĩa về robot không phải chúng được làm từ gì mà là những gì chúng làm thay thế cho con người”.

"Theo cách nghĩ đó, chúng vừa là một robot nhưng cũng là một sinh vật được tạo ra từ tế bào ếch chưa biến đổi gen."

Bongard cho biết họ phát hiện các xenobot, ban đầu có hình cầu và được tạo ra từ khoảng 3.000 tế bào, có thể sinh sản; nhưng nó hiếm khi xảy ra và chỉ trong những trường hợp cụ thể. Các xenobot đã sử dụng cơ chế “kinetic replication” (tạm dịch sự sao chép động học) - một quá trình được biết là xảy ra ở cấp độ phân tử nhưng chưa từng được quan sát ở quy mô tế bào hoặc cơ thể.

Với sự trợ giúp của trí thông minh nhân tạo, các nhà khoa học đã thử nghiệm hàng tỷ hình dạng cơ thể sao cho các xenobot hoạt động sinh sản hiệu quả hơn. Siêu máy tính cho ra kết quả có hình chữ C giống Pac-Man, một nhân vật nổi tiếng trong trò chơi điện tử những năm 1980. Họ phát hiện ra rằng nó có thể tìm thấy và thu thập hằng trăm tế bào gốc cực nhỏ trong đĩa petri; vài ngày sau, cụm tế bào này trở thành xenobot mới.

                    

Hình: Các xenobot có dạng chữ C giống Pac-Man (Theo Douglas Blackiston and Sam Kiegman)

Bongard nói: “Có rất nhiều điều có thể thực hiện được nếu chúng ta tận dụng tính dẻo dai và sự thông minh của tế bào”.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Sam Kriegman, Douglas Blackiston, Michael Levin, and Josh Bongard, Kinematic self-replication in reconfigurable organisms, 2021, PNAS, 118 (49)

    slot pulsa tanpa potongan 2023