Xenobot: Robot sống từ tế bào có khả năng tự tái tạo
Các nhà khoa học cho biết đã khám phá ra các bầy robot sinh học nhỏ li ti có khả năng tự tái tạo, tức sinh sản, thông qua quá trình tập hợp các tế bào đơn lẻ và kết hợp chúng lại với nhau để tạo thành các sinh vật mới, bằng một quá trình có một không hai chưa từng thấy ở thực vật hoặc động vật.
Năm 2020, các nhà nghiên cứu Sam Kriegman, Douglas Blackiston, Michael Levin, và Josh Bongard đến từ Đại học Tufts, Đại học Harvard, và Đại học Vermont đã tạo ra các sinh vật sống gọi là xenobot, bằng cách sử dụng các tế bào gốc lấy từ phôi của loài ếch có móng vuốt Phi Châu Xenopus laevis.
Các tế bào chưa được biệt hóa có khả năng phát triển thành các loại tế bào khác nhau được gọi là tế bào gốc. Các nhà nghiên cứu đã tách tế bào gốc sống từ phôi ếch và nuôi dưỡng chúng mà không thao tác gene để tạo ra các xenobot.
Theo nhà nghiên cứu Bongard, về mặt kỹ thuật, xenobot không phải là robot [truyền thống] vốn thường được mọi người biết đến là được làm từ chất vô cơ (kim loại, gốm sứ, v.v). Chúng được đặt tên như vậy vì chúng có khả năng hành động thay cho con người.
Những sinh vật sống từ tế bào ếch này có kích cỡ chưa đến một milimet — 0.04 inch — và trong điều kiện phòng thí nghiệm thích hợp [các nhà nghiên cứu] đã quan sát thấy chúng di chuyển qua lại quanh môi trường của mình, làm việc với nhau theo nhóm, và tự chữa lành. Các nhà nghiên cứu hiện đã phát hiện ra rằng các sinh vật này cũng có thể tự tái tạo thông qua một hình thức sinh sản sinh học hoàn toàn mới.
“Chúng tìm và kết hợp các khối cấu trúc để xây dựng thành các bản sao của tự thân. Ở đây, chúng tôi chỉ ra rằng các cụm tế bào, nếu được giải phóng khỏi một sinh vật đang phát triển, cũng như vậy có thể tìm và kết hợp các tế bào rời rạc thành các cụm trông giống với và di chuyển giống như chính chúng, và khả năng này không cần phải được đặc biệt tiến hóa hoặc giới thiệu bằng thao tác di truyền,” theo bài báo nghiên cứu.
Sự hình thành của Xenobot
Bài báo cho biết, khi các tế bào gốc được ngâm trong dung dịch nước muối sinh lý, chúng sẽ hình thành các cụm hình cầu khoảng 3,000 tế bào rộng khoảng nửa milimet. Sau đó, các cụm này sẽ được bao phủ bởi các cấu trúc giống như lông mao, giúp các xenobot di chuyển, đẩy các lông mao chuyển động như mái chèo.
Khi được đặt trong đĩa có các tế bào gốc riêng rẽ, các cụm xenobot sẽ hoạt động cùng nhau và tập hợp các tế bào rời rạc thành khối, sau đó tạo thành các xenobot mới, trong một quá trình gọi là tự nhân bản động học tự phát.
Nghiên cứu nêu rõ: “Nói tóm lại, thế hệ sinh sản tạo ra thế hệ hậu duệ, thế hệ hậu duệ sau đó lại trở thành thế hệ sinh sản”.
Mỗi chu kỳ sinh sản tạo ra các xenobot nhỏ hơn một chút, cuối cùng kết thúc bằng các cụm với ít hơn 50 tế bào mà không còn khả năng bơi hoặc tái tạo thêm.
Hiệu quả tối đa khi sử dụng trí tuệ nhân tạo
Các nhà nghiên cứu sau đó đã sử dụng trí tuệ nhân tạo và thử nghiệm hàng tỷ hình dạng xenobot tiềm năng để tối đa hóa tốc độ tái tạo. Họ phát hiện rằng các khối hình chữ C có hiệu quả nhất trong việc tập hợp các tế bào rời rạc, vì hình miệng khuyết này thu thập và di chuyển các tế bào dễ dàng hơn.
Sự cải tiến thuật toán này dẫn đến xenobot có hình dạng Pac-Man sản sinh ra bốn thế hệ, nhiều hơn hai lần so với xenobot hình cầu.
Ông Bongard nói với New Scientist: “Bằng cách điều chỉnh hình dạng của các cá thể cha mẹ, quý vị có thể tạo ra một chiếc xẻng tốt hơn để di chuyển nhiều tế bào hơn”.
Theo các nhà nghiên cứu, xenobot và các cơ chế sinh sản mới được phát hiện của chúng có thể được vận dụng theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như thu thập vi nhựa trong đại dương hoặc kiểm tra các hệ thống rễ.
Về những lo ngại về khả năng tự tái tạo, các khoa học gia cho biết những thí nghiệm này đã được nhiều chuyên gia đạo đức giám sát và những sinh vật sống nói trên đã được kiểm soát trong môi trường phòng thí nghiệm.
Ông Levin viết trong một báo cáo của Đại học Vermont: “Nếu chúng ta biết cách ra lệnh cho các cụm tế bào làm những gì chúng ta muốn chúng làm, thì đó chính là thuốc có khả năng tái tạo — đó là giải pháp cho chấn thương, dị tật bẩm sinh, ung thư, và lão hóa”.
“Tất cả những vấn đề khác nhau này đều hiện hữu ở đây bởi vì chúng ta không biết cách dự đoán và kiểm soát những nhóm tế bào nào sẽ hình thành. Xenobot là một nền tảng mới để dạy cho chúng ta [điều đó]”.
Minh Ngọc biên dịch
Quý vị tham khảo bản gốc từ The Epoch Times
Xem thêm:
