Hallott már a xenobotokról? Mindössze két éve jelentette be egy interdiszciplináris – informatikusokból, biológusokból, robotikai szakemberekből stb. álló – kutatócsapat, hogy egy afrikai békafaj, a Xenopus laevis őssejtjeiből önjavító, programozható mikrorobotokat készített. Az új robottípus az őssejteket adó békafajtáról kapta a nevét. (A békafaj, melynek hétköznapibb neve dél-afrikai karmosbéka, már nevet szerzett magának az orvostudományban. Többek között vele végezték el az első jól dokumentált terhességi teszteket, illetve előszeretettel használják a fejlődésbiológiai és molekuláris biológiai kísérletekhez.)

A nagy újdonság, írta a tavalyi kutatási eredményeket összefoglaló közlemény, hogy az alapokról terveztek egy korábban sohasem létezett biológiai gépet. Egy a Vermonti Egyetem szuperszámítógépén futtatott evolúciós algoritmussal több ezer modellt hoztak létre, melyekből aztán sejtbiológusok és orvosok mikrosebészeti módszerekkel meg is valósították a legígéretesebbeket. A létrejövő, bőr- és szívizomsejtekből álló organizmusok képesek voltak önálló, de irányított mozgásra, ha pedig megsérültek, képesek voltak regenerálódni.

Ez már a teremtés maga?

A 2020 januárjában publikált eredmények is elképesztőek, de azóta szintet léptek a tudósok. Az első xenobotokat mikrosebészeti eljárással rakták össze annak megfelelően, hogy bizonyos feladatokra milyen modellt dobott ki a számítógépes szimuláció, a kiinduló cél az irányított haladás volt sóoldatban. Azóta viszont sikerült elérni, hogy az organikus robotok szaporodjanak, írta a The Scientist. Akárcsak a két évvel ezelőtti projektben, itt is a Harvard, a Vermonti és a Tufts Egyetem tudósai dolgoztak össze.

A robotok egy kinetikus replikációnak elnevezett módszert alkalmaznak a szaporodásra. Ez voltaképpen nem is szaporodás, inkább építkezésnek nevezhetnénk: a xenobotok a környezetükben lévő őssejteket szedegetik össze, és "gyúrnak belőle" egy újabb xenobotot. (A felfedezést leíró tudományos publikáció itt érhető el.)

Mint a Harvardon működő Wyss Intézet honlapján megjelent ismertetőben az egyik kutató mondja, olyan replikációs folyamatot fedeztek fel, amilyent a tudomány eddig egyetlen állat- vagy növényfajnál sem ismert. De ettől még volt miből kiindulni, a kinematikus replikáció ugyanis molekuláris szinten korábban is ismert volt, teljes sejteknél vagy organizmusoknál azonban soha nem tapasztaltak ilyesmit.

A kísérlethez számítógépes szimulációkkal keresték meg a "szülő" xenobotok ideális alakját: a szimuláció végül egy Pac-Manre emlékeztető formát adott ki. Ezek hoznak létre olyan, a szerzők elnevezése szerint sejtklasztereket, melyek ugyanúgy viselkednek mint a "szüleik". A C alakú xenobot a szájával fogja körül az összegyúrandó őssejteket, és addig forog körülöttük-velük, amíg azok össze nem szerveződnek egy újabb önálló organizmussá.

Élőlény vagy robot?

Bár a gyakorlati felhasználástól még nagyon messze van a technológia, érthetően sokaknál kiverte a biztosítékot. Ugyanis már annak eldöntése sem egyszerű, hogy itt miről van szó, robotról vagy élő organizmusról. Ez a kérdés már a tavalyi eredmények publikálásakor felvetődött. Akkor a Vermonti Egyetem honlapján közölt cikkben a csapat vezető számítógéptudósa, Joshua Bongard, úgy fogalmazott, hogy a xenobot sem hagyományos robot, sem ismeretlen élőlény, hanem a létező világ egy új osztálya: élő, programozható organizmus.

A kutatók úgy vélik, igenis van előnye annak, hogy olyan organikus anyagokból felépülő robotokat hoznak létre, melyek feladatuk elvégzése után a környezetre ártalmatlan elemekre esnek szét. De a kockázatokat is érzékelik. A The Scientist ezzel kapcsolatban felidézi Sam Kriegman nyilatkozatát. A Harvardon szintetikus biológiával és robotikával foglalkozó csapattag a The Washington Postnak azt állította, hogy ezek biztonságos rendszerek, elég a robotok közegének (ez most sóoldat) kis módosítása, és az organizmusok elpusztulnak. Elismerte, hogy etikailag alaposan körül kell járni a témát, de azt sem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy számtalan előnyük lenne a xenobotoknak. Ha sikerül fejleszteni az önállóságukat, akkor akár olyan feladatokra is bevethetők, mint a mikroműanyagok óceánból való kigyűjtése vagy egy gyógyszer célzott és biztonságos bejuttatása az emberi szervezetbe.

A kérdés már csak az, hogy ha mondjuk az óceánokban mégis rossz irányt venne a xenobotok fejlődése, lehetne-e újabb xenobotokat fejleszteni az óceánok sókoncentrációjának módosításához, és egy ilyen változtatásnak hány élő organizmus látná kárát. Akit mélyebben érdekel a téma, hallgassa végig a kutatók mintegy órás online beszélgetését: