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アンスロボット: 人間の細胞から作られた最初の生物学的ロボット (バイオボット)

「ロボット」という言葉は、人間に代わっていくつかのタスクを自動的に実行するように設計およびプログラムされた、人間に似た人工の金属製機械 (ヒューマノイド) のイメージを思い出させます。ただし、ロボット (またはボット) は、設計と機能要件に応じて、任意の形状やサイズにすることができ、任意の材料 (生細胞などの生物学的材料を含む) で作ることができます。の場合のように、物理的な形を持たない場合もあります。 シリ or アレクサ。ロボットは、自律性を発揮して特定のタスクを実行する、合理的に設計された人工物または機械です。  

生物学的ロボット (またはバイオボット) は、生きた細胞または組織を製造材料として使用します。すべてのロボットと同様、バイオボットもプログラム可能な機械であり、自律性を示し、特定のタスクを実行します。これらは、特別なクラスの活発な生きた運動性の合成構造です。   

生きた組織 それ自体が、ロボットではありません。それらは動物の一部です。生きた細胞は、通常の制約から解放され、特定の動作を示すように細胞を人工的に組み合わせたり形作ったりすることで、望ましい形や機能にプログラムされるとロボットになります。  

ゼノボット と呼ばれるカエルの種の胚からの卵細胞を使用して、2020年に研究所で作成された最初の完全な生物学的バイオロボットでした。 アフリカツメガエル (したがって、ゼノボットという名前が付けられました)。それは、生きた、自己修復、自己複製を行う初の人工生物でした。生きた細胞は、形態や特徴が人工的に「設計」された新しい形の人工生命を生み出すために、残りの胚の通常の制約から解放される構成要素として使用されました。つまりゼノボットは合成生命体だったのだ。ゼノボットの開発により、両生類の胚に由来する細胞は、自然の制約を解放することで望ましい形態と機能にプログラムできることが実証されました。しかし、両生類以外の細胞や成体の細胞からバイオボットを作成できるかどうかは不明でした。  

科学者らは今回、ヒトの非胚組織から採取した成体細胞を使用し、ゼノボットを超える能力を備えたバイオボットの構築に成功したと報告した。このバイオロボットは「」と名付けられましたアンスロボットそれは人間の起源だからです。  

ゼノボットは、細胞を個別に成形することによって両生類の胚細胞から派生したため、研究チームは、バイオボットを生み出す能力がこれらの両生類の細胞に限定されているのか、それとも他の非両生類、非胚性の成体細胞もバイオボットを生成できるのかをテストすることから始めました。さらに、バイオロボットを生成するにはシードセルを個別に彫刻する必要があるのか​​、それとも最初のシードセルを誘導することでバイオボットの自己構築につながる可能性があるのか​​?このために研究者らは、胚組織の代わりに、ヒト肺上皮由来の成体の体細胞を使用し、手動での彫刻や外部の形状付与機械を使用せずに、新規の多細胞の自己構築型の運動性の生体構造を生成することができました。使用される方法はスケーラブルです。繊毛駆動の推進力で移動し、45 ~ 60 日間生存するバイオボットの群れが並行して生成されました。興味深いことに、アンスロボットが神経単層の切れ目を越えて移動し、インビトロで欠陥の効率的な治癒を誘導することも観察された。  

アンスロボットの合成 この研究は、バイオボットを生み出す細胞の可塑性が胚細胞や両生類の細胞に限定されないことを示しているため、重要です。それは、遺伝子組み換えをまったく行わない成人体細胞ヒト野生細胞が、外部の形状付与機構なしで新規バイオボットを形成できることを示した。  

Anthrobots は Xenobots を改良したものであり、関連技術の進歩であり、臨床用途のための複雑な組織の製造に重要な意味を持ちます。 再生医療。将来的には、患者ごとにパーソナライズされた Anthrobot を製造し、免疫反応を誘発することなく体内に配備することが可能になるかもしれません。  

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参照:   

  1. ブラックストン D. ら 2023. 生物学的ロボット: 新たな学際的分野への展望。ソフトロボティクス。 2023 年 674 月。686-XNUMX。土井: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142 
  2. グムスカヤ、G. ら 2023. 運動性の生きたバイオボットは、成人の体細胞前駆細胞から自己構築されます。 Advanced Science 2303575。公開日: 30 年 2023 月 XNUMX 日 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575  
  3. タフツ大学 2023。ニュース – 科学者が人間の細胞から小型の生物学的ロボットを構築。 https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells  
  4. エブラヒムハーニ Mo.R.および Levin M.、2021。合成生体機械: 生命の新しい窓。 iサイエンスの視点。第 24 巻、第 5 号、102505、21 年 2021 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505  

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ウメシュプラサド
ウメシュプラサド
科学ジャーナリスト | 『Scientific European』誌創設編集者

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