La carica degli xenobot, i robot viventi che si replicano da soli

Arrivano gli xenobot, i primi “robot viventi” in grado di auto-replicarsi, creati a partire da cellule animali. Non sono come li immaginiamo, per esempio come i replicanti di Blade Runner. Somigliano più a dei pac-man, sfere di pochi millimetri che sono realizzate a partire da cellule di rana della specie Xenopus laevis, da cui il nome xenobot. Sono di fatto nuovi oggetti biologici, estrapolati dal loro contesto e in grado di muoversi e riprodursi autonomamente, più volte e in modo differente rispetto a quanto avviene negli organismi animali e vegetali. A ottenere gli xenobot in questa conformazione sono 4 scienziati dell’università di Harvard, dell’università di Tuft e di quella del Vermont, che hanno pubblicato i loro risultati su Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas).

Studiare la replicazione cellulare

L’obiettivo degli esperimenti condotti dagli specialisti era studiare come si muovono le cellule per riuscire a riprodursi. La cinematica della replicazione era già nota sulla scala molecolare ma non su quella più estesa di intere cellule e piccoli organismi. Il gruppo studia da anni sistemi che possano auto-replicarsi e non ha scelto cellule a caso. Inoltre per arrivare al risultato ha impiegato un algoritmo di intelligenza artificiale presso il supercomputer Deep Green dell’università del Vermont. 

Questo algoritmo ha permesso di testare miliardi di configurazioni in cui le cellule possono disporsi: dalla piramide alla sfera, da parallelepipedi a una disposizione a forma di stella marina fino a moltissime altre. Attraverso quest’analisi hanno individuato la forma ideale, ovvero quella più efficace per osservare la replicazione delle cellule.Cosa hanno di nuovo gli xenobot

Una volta ottenuta a livello teorico questa configurazione, i ricercatori l’hanno ricreata nella pratica, in laboratorio. Per farlo hanno prelevato delle cellule dalla pelle delle larve di rana Xenopus laevis e le hanno incubate fino ad avere organismi pluricellulari ricoperti di ciglia e capaci di muoversi. Sono di fatto piccole sferette, contenenti poche migliaia di cellule (circa 3000), che si spostano, inglobano altre cellule (come nell’immagine – di qui la somiglianza con pac-man) e nel loro percorso si auto-replicano. 

Per ora, come spiega il primo autore Sam Kriegman, nessun animale o vegetale si riproduce nel modo in cui lo fanno gli xenobot. Gli scienziati avevano già studiato altre proprietà di questi nuovi robot, come diversi tipi movimento, ed oggi è il turno della replicazione delle cellule. Qui sotto il processo di movimento e replicazione.

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Il primo “robot vivente”, a base di cellule staminali

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Robot viventi, fra obiettivi e dubbi

La domanda è: a cosa servono gli xenobot? Gli autori chiariscono subito la questione. Il nuovo pac-man è un sistema ideale per studiare come le cellule si diffondono e conquistano terreno e questo può essere utile per conoscere meglio anche altri meccanismi, come la replicazione dei virus, adesso che viviamo l’emergenza Covid-19 e forse siamo entrati in un’era pandemica. E gli xenobot potrebbero servire anche nel processo di produzione dei vaccini e per contrastare i cambiamenti climatici. 

“Se riusciamo – spiega Joshua Bongard, esperto di robotica e informatica – a sviluppare tecnologie, apprendendo dagli xenobot, per cui possiamo dire rapidamente all’intelligenza artificiale: ‘abbiamo bisogno di uno strumento biologico che produca X e Y ed elimini Z’, questo potrebbe portare un grande vantaggio. Oggi, tale processo richiede tempi molto lunghi”. Secondo gli esperti la strada è promettente: in futuro potremmo studiarli e utilizzarli per creare macchine viventi che rimuovano le microplastiche dai mari, per creare nuovi medicinali e nella medicina rigenerativa per ripristinare tessuti danneggiati o mal funzionanti.

Ma qualcuno ha delle perplessità a livello etico riguardo all’uso e alla gestione di oggetti biologici auto-replicanti. Gli autori hanno specificato che l’esperimento era volto soltanto a comprendere la replicazione di macchine viventi che si estinguono facilmente e che sono maneggiate sotto il controllo non solo dei ricercatori ma di esperti di etica federale. In ogni caso, come sempre le novità biotecnologiche alimentano il dibattito sotto vari punti di vista, scientifico, sociale, morale, e riaprono la discussione su grandi temi etici.

Via: Wired.it