Robot Hidup Mikro ini Dibuat dari Sel Induk Embrio Katak

Berita Baru, Amerika Serikat – Sebuah “robot hidup” berukuran mikroskopis yang terbuat dari sel induk embrio katak telah dirancang dengan kekuatan penyembuhan diri dan kemampuan untuk menyimpan ingatan mandiri.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, Inovasi ini menarik dari pekerjaan sebelumnya yang dirilis tahun lalu, yang disebut Xenobots, tetapi telah ditingkatkan untuk bergerak lebih efisien dan melakukan tugas yang lebih kompleks.

Dijuluki Xenobots 2.0, mesin tersebut mampu bergerak sendiri menggunakan kaki silia seperti rambut sel, sementara pendahulunya mengandalkan otot untuk bergerak, dengan ini memungkinkannya bergerak lebih cepat di sepanjang permukaan.

Namun, kemajuan terbesar adalah kemampuan mengingat hal-hal seperti kontaminasi radioaktif, polutan kimiawi, atau kondisi penyakit dalam tubuh yang dapat dilaporkan kembali kepada peneliti untuk dianalisis lebih lanjut.

Kedua mesin tersebut dikembangkan oleh ahli biologi dan ilmuwan komputer dari Tufts University dan University of Vermont (UVM), yang menggunakan nama “Xenobots” diambil dari nama katak Afrika Xenopus Laevis yang digunakan untuk mengumpulkan sel.

Bot awal diprogram untuk melakukan berbagai tugas, khususnya mengirimkan obat langsung ke suatu titik di tubuh misalnya.

Namun, versi 2.0 telah ditingkatkan untuk bergerak lebih cepat, menavigasi lingkungan yang berbeda dan memiliki masa hidup yang lebih lama, tetapi masih memiliki kemampuan untuk bekerja sama dalam kelompok dan menyembuhkan diri sendiri jika rusak.

Sementara para ilmuwan Tufts menciptakan organisme fisik, para ilmuwan di UVM sibuk menjalankan simulasi komputer yang memodelkan berbagai bentuk Xenobots untuk melihat apakah mereka mungkin menunjukkan perilaku yang berbeda, baik secara individu maupun dalam kelompok.

Josh Bongard dari UVM berkata: “Saat kami menghadirkan lebih banyak kemampuan ke bot, kami dapat menggunakan simulasi komputer untuk mendesainnya dengan perilaku yang lebih kompleks dan kemampuan untuk melakukan tugas yang lebih rumit.” Pada Selasa (13/04).

“Kami berpotensi merancang mereka tidak hanya untuk melaporkan kondisi di lingkungan mereka tetapi juga untuk memodifikasi dan memperbaiki kondisi di lingkungan mereka.”

Setelah simulasi, tim menentukan bahwa Xenobots baru jauh lebih cepat dan lebih terampil dalam tugas-tugas seperti mengumpulkan mikroplastik (zat plastik mikro) dalam air atau penampung, dan itu bekerja jauh lebih cepat daripada versi pertama.

“Kami tahu tugasnya, tetapi sama sekali tidak jelas bagi orang-orang seperti apa desain yang sukses itu. Di situlah superkomputer masuk dan mencari ruang dari semua kawanan Xenobot yang mungkin untuk menemukan kawanan yang melakukan pekerjaan terbaik,” kata Bongard.

“Kami ingin Xenobots melakukan pekerjaan yang bermanfaat. Saat ini kami memberi mereka tugas-tugas sederhana, tetapi pada akhirnya kami menargetkan alat hidup baru yang dapat, misalnya, membersihkan mikroplastik di laut atau kontaminan di tanah.”

Kunci dari robot yang sukses adalah kemampuannya untuk merekam memori, yang digunakannya untuk mengubah perilaku dan kemampuannya.

Dengan pemikiran tersebut, para ilmuwan Tufts merekayasa Xenobots dengan kemampuan baca dan tulis untuk merekam satu bit informasi, menggunakan protein reporter fluoresen yang disebut EosFP, yang biasanya bersinar hijau.

Namun, saat terkena cahaya pada panjang gelombang 390nm, protein tersebut malah memancarkan cahaya merah.

Sel-sel embrio katak diinjeksi dengan messenger RNA yang mengkode protein EosFP sebelum sel induk dipotong untuk membuat Xenobots.

Xenobots dewasa sekarang memiliki sakelar fluoresen built-in yang dapat merekam paparan cahaya biru sekitar 390nm. Para peneliti menguji fungsi memori dengan memungkinkan 10 Xenobots berenang di sekitar permukaan di mana satu tempat diterangi dengan berkas cahaya 390nm.

Setelah dua jam, mereka menemukan bahwa tiga bot memancarkan cahaya merah. Sisanya tetap hijau asli mereka, secara efektif merekam “pengalaman perjalanan” robot.

Bukti prinsip memori molekuler ini dapat diperpanjang di masa depan untuk mendeteksi dan merekam tidak hanya cahaya tetapi juga keberadaan kontaminasi radioaktif, polutan kimia, obat-obatan, atau kondisi penyakit seseorang.

Rekayasa lebih lanjut dari fungsi memori dapat memungkinkan perekaman beberapa rangsangan (lebih banyak informasi) atau memungkinkan bot untuk melepaskan senyawa atau mengubah perilaku saat merasakan rangsangan.

“Tujuan akhir para peneliti Tufts dan UVM tidak hanya untuk mengeksplorasi lingkup penuh robot biologis yang dapat mereka buat, tetapi juga untuk memahami hubungan antara perangkat keras genom dan perangkat lunak komunikasi seluler yang digunakan. untuk menciptakan jaringan, organ, dan anggota tubuh yang terorganisir,” tim berbagi dalam sebuah pernyataan. ‘

“Kemudian kita bisa mendapatkan kendali yang lebih besar dari morfogenesis itu untuk pengobatan regeneratif, dan pengobatan kanker dan penyakit penuaan.”