BİLİM İNSANLARI ÇOĞALABİLEN SENTETİK ORGANİZMALAR YARATIYOR

Share

Tweet

Share

Share

Email

Comments

SENTETİK BİYOLOJİ İÇİN ÇARPICI BİR SIÇRAMA: XENOBOT’LAR

Bilim adamları kendi kendini kopyalayabilen sentetik organizmalar yarattılar..

Sentetik biyolojide çarpıcı bir sıçrama..

 “Xenobot’lar” olarak bilinen bu milimetre çapındaki küçük biyolojik makineler artık üreme yeteneğine sahipler ..

Vermont Üniversitesi, Tufts Üniversitesi ve Harvard Üniversitesi’nden ortak bir ekip, Xenobot’ları oluşturmak için Xenopus laevis kurbağa embriyonik hücrelerini kullandı..

Orijinal çalışmalar , Xenobot’ların ilk “inşa edildiği” 2020 yılında başladı..

 Ekip, çeşitli biyolojik makineler oluşturmak için sayısız hücreyi bir araya getiren ve sonunda kurbağalardan alınan embriyonik deri hücrelerine yerleşen bir algoritma tasarladı.. 

Makine gövdeleri, biyolojik hücresel malzeme ve yapay elektrotlar kullanılarak birleştirildi..

 -Aktive edildiklerinde hücreler birlikte çalışmaya başladılar..

 Bir tür mimari oluşturan deri hücreleri, mikroskobik nesneleri etrafa itmek veya kendilerini organize etmek ve formasyonda hareket etmek gibi belirli görevleri yerine getirebilen “bedenler” oluşturmaya başladı..

-Ekip, basit robotik görevleri yerine getirme becerisinin ötesine geçerek artık çıtayı yükseltti. 

– Vermont Üniversitesi’nde bir bilgisayar bilimcisi ve robotik uzmanı olan araştırmanın eş lideri Joshua Bongard:

“Doğru tasarımla – kendiliğinden kendilerini kopyalayacaklar..”

Herhangi bir iyi distopik “Kill all Humans” film senaryosu gibi, küçük robotlar etrafta yüzer ve Pac-Man benzeri “ağızlarında” yüzlerce tek hücre toplamaya başlar. Birkaç gün sonra yepyeni bir Xenobot ortaya çıktı..

via GIPHY

– Sam Kriegman:

“Bu çok sezgisel değil. Çok basit görünüyor.. Bu ebeveynler çocukları, torunları, torunların torunlarını, büyük torunların torunlarını yetiştirdi” ..

Bu küçük Xenobot’ların bir gün robotik bir ayaklanmadan ve “Terminatör” serisinin gelecekteki cehenneminden sorumlu olacağını düşünmek doğaldır, ancak biyolojik makineler oldukça zararsızdır.. 

-Bir dizüstü bilgisayar gibi mevcut teknolojinin aksine, Xenobot’lar kolayca kapatılabilir ve yaklaşık yedi gün içinde herhangi bir deri hücresinin yapacağı gibi biyolojik olarak parçalanabilir..

 Ayrıca ekip, Xenobot’ları robotik yardımcılar olarak dünyaya salmayı düşünmüyor..

 Yaratılmalarının amacı daha ziyade halihazırda yaşayan ve işleyen hücreleri manipüle edebilen daha iyi ve daha hızlı algoritmalara nasıl yol açabileceğini incelemektir.. 

– Michael Levin:

“Hücre koleksiyonlarına, yapmalarını istediğimiz şeyi yapmalarını nasıl söyleyeceğimizi bilseydik, sonuçta bu rejeneratif tıptır… Travmatik yaralanma, doğum kusurları, kanser ve yaşlanmanın çözümü budur.. Bütün bu farklı problemler burada, çünkü hangi hücre gruplarının inşa edileceğini nasıl tahmin edeceğimizi ve kontrol edeceğimizi bilmiyoruz. Xenobot’lar bize öğretmek için yeni bir platform.”

https://futurism.com/scientists-synthetic-organisms-reproduce//MJ BANIAS

YAŞAMIN DEVAM ETMESİ İÇİN YENİDEN ÜRETİLMESİ GEREKİR.. 

Milyarlarca yıl boyunca organizmalar, tomurcuklanan bitkilerden cinsel hayvanlara ve istilacı virüslere kadar pek çok çoğalma yolu geliştirdiler..

-Şimdi bilim adamları tamamen yeni bir biyolojik üreme biçimi keşfettiler ve keşiflerini ilk kez kendi kendini kopyalayan yaşayan robotları yaratmak için uyguladılar..

İlk canlı robotları ( kurbağa hücrelerinden bir araya getirilen “Xenobots” – 2020’de bildirildi ) yapan aynı ekip, bu bilgisayar tarafından tasarlanmış ve elle bir araya getirilmiş organizmaların yüzerek küçük tabaklarına girebildiklerini, tek hücreleri bulabildiklerini, yüzlercesini toplayabildiklerini keşfettiler..

Vermont Üniversitesi’nde yeni araştırmayı yöneten bilgisayar bilimcisi ve robotik uzmanı Joshua Bongard, “Doğru tasarımla kendiliğinden kendilerini kopyalayacaklar” diyor..

Araştırmanın sonuçları Proceedings of the National Academy of Sciences’da yayınlandı..

Bilinmeyene doğru

Bir Xenopus laevis kurbağasında, bu embriyonik hücreler deriye dönüşür..

  –Tufts Üniversitesi’nde biyoloji profesörü ve Allen Keşif Merkezi direktörü ve yeni araştırmanın eş lideri Michael Levin:

“Bir kurbağa, yavrusunun dışında oturuyor, patojenleri dışarıda tutuyor ve mukusu yeniden dağıtıyor olacadı.. Ama onları yeni bir bağlama yerleştiriyoruz. Onlara çok hücreli olmalarını yeniden hayal etmeleri için bir şans veriyoruz.. Ve hayal ettikleri şey deriden çok daha farklı bir şey.. İnsanlar oldukça uzun bir süredir, yaşamın yeniden üretebileceği veya kopyalayabileceği tüm yolları araştırdığımızı düşündüler.. Ancak bu daha önce hiç gözlemlenmemiş bir şey..”

Xenobot “ebeveynlerini” bir araya getiren ve yeni çalışmanın biyolojik kısmını geliştiren Tufts Üniversitesi’nde kıdemli bilim insanı olan ortak yazar Douglas Blackiston..

– Levin:

“Bu çok derin.. Bu hücreler bir kurbağanın genomuna sahip, ancak kurbağa yavrusu olmaktan kurtulmuşlar, şaşırtıcı bir şey yapmak için kolektif zekalarını, bir plastisiteyi kullanıyorlar..

 Daha önceki deneylerde, bilim adamları, Xenobot’ların basit görevleri başarmak için tasarlanabilmesine şaşırmışlardı. Şimdi, bu biyolojik nesnelerin -bilgisayarla tasarlanmış bir hücre topluluğu- kendiliğinden çoğalacağını görünce şaşkına döndüler..

–  Levin:

“Tam, değiştirilmemiş kurbağa genomuna sahibiz, ancak bu hücrelerin bu yeni görevde birlikte çalışabileceğine dair hiçbir ipucu vermedi..

Bunlar, kurbağaların nasıl yaptığından çok farklı bir şekilde çoğalan kurbağa hücreleridir. Bilimin bildiği hiçbir hayvan veya bitki bu şekilde çoğalmaz”

Yeni çalışmanın baş yazarı, doktorasını Bongard’ın UVM’deki laboratuvarında tamamlayan ve şu anda Tuft Allen Center ve Harvard Üniversitesi Wyss’de doktora sonrası araştırmacı olan Sam Kriegman şunları söyledi…

– Sam Kriegman:

“Yaklaşık 3.000 hücreden oluşan Xenobot ebeveyni kendi başına bir küre oluşturur.. Bunlar çocuk yapabilir ama sistem normalde bundan sonra ölür.. Aslında sistemin yeniden üretmeye devam etmesini sağlamak çok zor..

UVM’deki süper bilgisayardan ilk ebeveynlerin şeklini nasıl ayarlayacağımızı bulmasını istedik ve yapay zeka, aylarca süren çalışmanın ardından, Pac-Man’e benzeyen de dahil olmak üzere bazı garip tasarımlar ortaya çıkardı..

Bu çok sezgisel değil. Çok basit görünüyor, ancak bir insan mühendisinin ortaya çıkarabileceği bir şey değil. Neden küçük bir ağız? Neden beş değil? Sonuçları Doug’a gönderdik ve o bu Pac-Man şeklindeki ana Xenobot’ları yaptı. Sonra o ebeveynler çocuklar yaptı, torunlar yetiştirdi, torunların torunlarını yetiştirdi, torunların torunlarının torunlarını yetiştirdi.. Başka bir deyişle, doğru tasarım, nesil sayısını büyük ölçüde artırdı..”

Kinematik replikasyon, moleküller düzeyinde iyi bilinir, ancak daha önce tüm hücreler veya organizmalar ölçeğinde hiç gözlemlenmemiştir.

– Bongard:

“Organizmalarda veya yaşayan sistemlerde daha önce bilinmeyen bir boşluk olduğunu keşfettik ve bu çok geniş bir alan.. O zaman o alanı keşfetmeye nasıl devam edeceğiz? Yürüyen Xenobot’lar bulduk. Yüzen Xenobot’lar bulduk. Ve şimdi, bu çalışmada, kinematik olarak kopyalanan Xenobot’lar bulduk. Orada başka ne var?”

Bilim adamlarının Proceedings of the National Academy of Science çalışmasında yazdığı gibi:

“Yaşam, yüzeyin hemen altında, ortaya çıkarılmayı bekleyen şaşırtıcı davranışlar barındırıyor.”

Riske Yanıt Vermek

Bazı insanlar bunu heyecan verici bulabilir. Diğerleri, kendi kendini kopyalayan bir biyoteknoloji kavramına endişeyle, hatta dehşetle tepki verebilir. Bilim adamları ekibi için amaç, daha derin bir anlayıştır..

Bu özelliği anlamak için çalışıyoruz…

 Dünya ve teknolojiler hızla değişiyor.. Bongard, ‘bir bütün olarak toplum için bunun nasıl çalıştığını incelememiz ve anlamamız önemlidir’ diyor..

 Tamamı bir laboratuvarda bulunan, kolaylıkla kapatilabilinen ve federal, eyalet ve kurumsal etik uzmanları tarafından incelenen bu milimetrelik canlı makineler..

 Bu, kendi kendini kopyalayan sistemleri incelemek için ideal bir sistem. Onu kontrol edebileceğimiz, yönlendirebileceğimiz, söndürebileceğimiz, abartabileceğimiz koşulları anlamak için ahlaki bir zorunluluğumuz var..”

Bongard, COVID salgınına ve aşı arayışına işaret ediyor.. 

– Bongard:

“Çözüm üretme hızımız çok önemli. Xenobot’lardan öğrenerek teknolojiler geliştirebilirsek, yapay zekaya hızlı bir şekilde şunu söyleyebiliriz: “X ve Y’yi yapan ve Z’yi bastıran biyolojik bir araca ihtiyacımız var..

İnsanların bir sorunu tespit etmekten çözüm üretmeye ne kadar hızlı geçebileceğini hızlandırmayı amaçlıyor.. Mikroplastikleri su yollarından çekmek veya yeni ilaçlar oluşturmak için canlı makineler kullanmak gibi..

Karşılaştığımız zorluklarla aynı oranda büyüyen teknolojik çözümler yaratmamız gerekiyor..”

Rejeneratif tıbba yönelik ilerlemeler için araştırmada umut vaat ediyor.. 

– Levin:

“Hücre koleksiyonlarına, yapmalarını istediğimiz şeyi yapmalarını nasıl söyleyeceğimizi bilseydik, sonuçta bu, rejeneratif tıptır – bu, travmatik yaralanma, doğum kusurları, kanser ve yaşlanmanın çözümüdür” diyor. “Bütün bu farklı problemler burada, çünkü hangi hücre gruplarının inşa edileceğini nasıl tahmin edeceğimizi ve kontrol edeceğimizi bilmiyoruz. Xenobot’lar bize öğretmek için yeni bir platform.”

https://www.newswise.com/articles/team-builds-first-living-robots-that-can-reproduce// Vermont Üniversitesi