“Xenobots”: Robôs vivos conseguem se reproduzir por conta própria
Assim, foi criado um modelo computacional que simula as células-tronco e todo o processo dentro do computador. Os cientistas fizeram então uma descoberta inusitada: um formato de “Pac-Man” produzia os melhores resultados para garantir que os Xenobots fossem capazes de criar mais, transformando assim a forma dos Xenobots reais em uma forma mais eficiente.
Por @PrArnaldoBR – MTB0171/RO em 03/12/2021
Cientistas que criaram os “Xenobots”, primeiros robôs vivos do mundo, encontraram uma maneira de formar os bots para se reproduzirem por conta própria, informa o Insider. Os “Xenobots” são formados a partir de células-tronco de Xenopus laevis (uma rã africana com garras), cujas células têm minúsculos “pêlos” chamados cílios para ajudá-los a se movimentar em uma placa de Petri.
Ao Insider, o cientista Sam Kriegman disse que, embora as pessoas possam pensar em grandes figuras industriais ou metálicas como robôs, o termo realmente se refere a qualquer máquina que faz “trabalho físico útil” no mundo.
Kriegman trabalhou no projeto Xenobot junto com pesquisadores afiliados à Universidade de Vermont, Universidade Tufts e ao Instituto Wyss para Engenharia Biologicamente Inspirada da Universidade Harvard.
“Tentamos descobrir que trabalho útil eles poderiam fazer e uma das coisas que descobrimos foi limpar pratos”, disse Kriegman.
Os cientistas colocaram partículas de corante e contas de ferro revestidas de silicone na placa de Petri e analisaram o movimento dos pequenos Xenobots, observando que eles estavam empilhando os detritos, disse Kriegman. Ele descreveu os Xenobots como escavadeiras que se movem e empilham células-tronco.
De acordo com Kriegman, seu colega Douglas Blackiston repetiu o processo colocando células adicionais — do mesmo tipo que os Xenobots são feitos — para ver como os bots reagiriam. “Eu disse: “Meu Deus, isso é incrível. O que acontece quando eles fazem as pilhas. O que as células se tornam quando são pilhas?” Não sabíamos”, disse Kriegman.
“Descobrimos deixando essas pilhas se desenvolverem ao longo de alguns dias e, em seguida, trazendo-as para um novo prato e vendo se podem se mover. E parece que isso é possível”, explica o cientista.
Assim, as pilhas se tornam “descendentes” das células-tronco, cultivando seus próprios cílios e operando por conta própria. “Se houver células-tronco suficientes em uma pilha, elas começarão a se desenvolver e se compactarão em uma esfera”, disse Kriegman. “Eles vão desenvolver cílios, e isso permite que eles se movam e, em alguns casos, também façam pilhas adicionais, e essas pilhas se tornam seus descendentes.”
A princípio, a replicação estava acontecendo “espontaneamente”, então os pesquisadores usaram a inteligência artificial para descobrir a melhor forma para os Xenobots se replicarem em uma base mais consistente e ter um melhor controle.
Assim, foi criado um modelo computacional que simula as células-tronco e todo o processo dentro do computador. Os cientistas fizeram então uma descoberta inusitada: um formato de “Pac-Man” produzia os melhores resultados para garantir que os Xenobots fossem capazes de criar mais, transformando assim a forma dos Xenobots reais em uma forma mais eficiente.
Por enquanto, os Xenobots estão contidos nas placas de Petri do laboratório, mas Kriegman disse que os cientistas esperam que o projeto possa dar uma ideia de como alguns animais podem regenerar partes perdidas enquanto outros não, como os humanos são capazes de regenerar partes de seu fígado, mas as salamandras podem regenerar membros inteiros.
Michael Levin, biólogo da Universidade Tufts e colíder da pesquisa, explica as possibilidades práticas que podem surgir da pesquisa: “Se soubéssemos como dizer a coleções de células o que queremos que façam, seria medicina regenerativa — essa é a solução para lesões traumáticas, defeitos de nascença, câncer e envelhecimento”.
De acordo com Kriegman, o próximo passo seria dar aos Xenobots algum tipo de órgão sensorial. O estudo foi publicado pelos Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), revista científica dos EUA, e apoiado pela Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa).
Os Xenobots de autorreplicação curarão doenças, produzirão novas armas biológicas ou simplesmente transformarão o mundo em uma gosma cinza?
Por Simon Coghlan e Kobi Leins -10 de dezembro de 2021
Em 2020, os cientistas chegaram às manchetes globais ao criar “ xenobots ” – minúsculos seres vivos “ programáveis ” feitos de vários milhares de células-tronco de sapo.
Esses xenobots pioneiros podiam se mover em fluidos e os cientistas afirmavam que eles poderiam ser úteis para monitorar a radioatividade, poluentes, drogas ou doenças. Os primeiros xenobots sobreviveram por até dez dias.
Uma segunda onda de xenobots , criada no início de 2021, mostrou novas propriedades inesperadas. Isso incluía autocura e vida mais longa. Eles também mostraram capacidade de cooperar em enxames, por exemplo, agrupando-se em grupos.
Na semana passada, a mesma equipe de biologia, robótica e cientistas da computação revelou um novo tipo de xenobot. Como os xenobots anteriores, eles foram criados usando inteligência artificial para testar virtualmente bilhões de protótipos, evitando o longo processo de tentativa e erro no laboratório. Mas os últimos xenobots têm uma diferença crucial: desta vez, eles podem se auto-replicar.
Espera aí, o quê? Eles podem se auto-replicar ?!
Os novos xenobots são um pouco como o Pac-Man. Enquanto nadam, podem engolir outras células-tronco de sapo e montar novos xenobots como eles próprios. Eles podem sustentar esse processo por várias gerações.
Mas eles não se reproduzem no sentido biológico tradicional. Em vez disso, eles moldam os grupos de células de sapo na forma certa, usando suas “bocas”. Ironicamente, a recentemente extinta rã australiana de criação gástrica deu à luz bebês exclusivamente pela boca.
O mais recente avanço traz os cientistas um passo mais perto de criar organismos que podem se auto-replicar indefinidamente. É uma caixa de Pandora tanto quanto parece?
Conceitualmente, a autorreplicação projetada por humanos não é nova. Em 1966, o influente matemático John Von Neumann discutiu ” autômatos auto-reprodutores “. Notoriamente, Eric Drexler, o engenheiro dos EUA creditado como fundador do campo da nanotecnologia , referiu-se ao potencial da “gosma cinza” em seu livro de 1986, Engines of Creation . Ele imaginou nanobots que se replicaram incessantemente e devoraram seus arredores, transformando tudo em uma lama feita de si mesmos.
Embora Drexler posteriormente se arrependesse de cunhar o termo, seu experimento mental tem sido freqüentemente usado para alertar sobre os riscos de desenvolver uma nova matéria biológica.
Em 2002, sem a ajuda da IA, um vírus da poliomielite artificial criado a partir de sequências de DNA feitas sob medida tornou-se capaz de se auto-replicar. Embora o vírus sintético tenha ficado confinado a um laboratório, ele foi capaz de infectar e matar camundongos.
Possibilidades e benefícios
Os pesquisadores que criaram os novos xenobots dizem que seu principal valor é demonstrar avanços em biologia, IA e robótica .
Futuros robôs feitos de materiais orgânicos podem ser mais ecológicos, porque podem ser projetados para se decompor em vez de persistir. Eles podem ajudar a resolver problemas de saúde em humanos, animais e meio ambiente. Eles podem contribuir para a medicina regenerativa ou terapia do câncer.
Os Xenobots também podem inspirar arte e novas perspectivas de vida. Estranhamente, xenobot “descendência” são feitos à imagem de seus pais, mas não são feitos de ou a partir deles. Como tal, eles se replicam sem se reproduzir verdadeiramente no sentido biológico.
Talvez existam formas de vida alienígenas que montam seus “filhos” a partir de objetos no mundo ao seu redor, ao invés de seus próprios corpos?
Quais são os riscos?
Pode ser natural ter reservas instintivas sobre a pesquisa de xenobôs. Um pesquisador xenobot disse que há um “imperativo moral” para estudar esses sistemas autorreplicantes, mas a equipe de pesquisa também reconhece as preocupações legais e éticas com seu trabalho.
Séculos atrás, o filósofo inglês Francis Bacon levantou a ideia de que algumas pesquisas são perigosas demais. Embora não acreditemos que esse seja o caso para os xenobots atuais, pode ser assim para desenvolvimentos futuros.
Qualquer uso hostil de xenobots, ou o uso de IA para projetar sequências de DNA que dariam origem a organismos sintéticos deliberadamente perigosos, é proibido pela Convenção de Armas Biológicas das Nações Unidas e pelo Protocolo de Genebra de 1925 e pela Convenção de Armas Químicas .
No entanto, o uso dessas criações fora da guerra é menos regulamentado .
A natureza interdisciplinar desses avanços, incluindo IA, robótica e biologia, torna-os difíceis de regular. Mas ainda é importante considerar usos potencialmente perigosos .
Existe um precedente útil aqui. Em 2017, as academias nacionais de ciência e medicina dos Estados Unidos publicaram um relatório conjunto sobre a crescente ciência da edição do genoma humano.
Ele delineou as condições sob as quais os cientistas deveriam ter permissão para editar genes humanos de forma a permitir que as mudanças fossem transmitidas às gerações subsequentes. Ele aconselhou que este trabalho deveria ser limitado a “propósitos convincentes de tratamento ou prevenção de doenças graves ou incapacidades” e, mesmo assim, apenas com supervisão rigorosa.
Tanto os EUA quanto o Reino Unido agora permitem a edição de genes humanos em circunstâncias específicas . Mas a criação de novos organismos que poderiam se perpetuar estava muito além do escopo desses relatórios.
Olhando para o futuro
Embora os xenobots não sejam feitos atualmente de embriões humanos ou células-tronco, é concebível que sejam. Sua criação levanta questões semelhantes sobre a criação e modificação de formas de vida em curso que requerem regulamentação.
Atualmente, os xenobots não vivem muito e apenas se replicam por algumas gerações. Ainda assim, como dizem os pesquisadores , a matéria viva pode se comportar de maneiras imprevistas, e essas não serão necessariamente benignas.
Devemos também considerar os impactos potenciais no mundo não humano. A saúde humana, animal e ambiental estão intimamente ligadas , e os organismos introduzidos pelos humanos podem causar estragos inadvertidos nos ecossistemas.
Que limites devemos colocar na ciência para evitar um cenário de “gosma cinza” da vida real? É muito cedo para ser totalmente prescritivo. Mas os reguladores, cientistas e a sociedade devem pesar cuidadosamente os riscos e recompensas.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original .
Crédito da imagem: Um organismo “pai” projetado por IA (forma de C; vermelho) ao lado das células-tronco que foram comprimidas em uma bola (“descendência”; verde). Douglas Blackiston e Sam Kriegman