В прошлом году ученые американского Университета Тафтса вырастили микробиороботов из стволовых эмбриональных клеток южноафриканской лягушки Xenopus laevis. "Живые машины" назвали ксеноботами. Они представляют собой шарообразные миллиметровые сгустки из нескольких тысяч клеток кожи и сердца. Первые позволяют сохранять форму, вторые — передвигаться. У ксеноботов есть реснички, с помощью которых они плавают. "Существа" живут на внутренних запасах несколько дней, а в питательной среде — несколько месяцев. Они умеют заживлять надрезы и собирать частички ржавчины.

Затем ксеноботам дали память — для этого ввели в лягушачьи стволовые клетки матричную РНК, которая кодирует флуоресцентный белок EosFP. После облучения обычным светом ксеноботы всю недолгую жизнь излучают зеленый свет, однако под воздействием синего света становятся красными. Таким образом, они, как сенсоры, в будущем смогут регистрировать радиацию и химические загрязнители.

Но удивительнее всего, что эти создания умеют "размножаться". Ученые заметили, что ксеноботы в чашке Петри самостоятельно сгребают одиночные клетки в сгустки, из которых постепенно вырастают все новые копии. Опыты показали: 12 ксеноботов, помещенных в хаотическое скопление из 60 тысяч отдельных клеток, самопроизвольно "порождают" одно-два новых поколения. Причем на каждом этапе репликации появляются все более крохотные боты. "Внуки", состоящие менее чем из 50 клеток, не могут уже ни плавать, ни "плодиться".

С помощью суперкомпьютера исследователи перебрали разные варианты и выяснили, какую форму придать ксеноботам, чтобы они размножались лучше всего. Моделирование показало: самая удачная конфигурация — та, что напоминает "прожорливого колобка", персонажа игры Pac-Man. Такие микробиороботы "породили" четыре поколения — вдвое больше, чем шарообразные.

Исследователи полагают, что ксеноботы принесут большую пользу человечеству, если научить их вести экологический контроль, собирать микропластик в океане, доставлять лекарства внутрь человеческого тела и очищать сосуды от бляшек. Кроме того, авторы надеются, что с помощью экспериментов поймут, как размножались первые организмы на нашей планете.

Другая новость: группа ученых из китайских университетов сконструировала из мягких материалов плоского робота-прыгуна, превосходящего всех предшественников. Его длина — шесть с половиной сантиметров, а высота — четыре миллиметра. Прыгает он на высоту около трех сантиметров, двигается со скоростью 40 сантиметров в секунду. А кроме того, преодолевает препятствия и маневрирует, за секунду поворачивая на 139 градусов. Авторы исследования, опубликованного 7 декабря в журнале Nature Communications, отмечают: лишь немногие роботы-прыгуны из мягких материалов могут совершать быстрые непрерывные прыжки и контролируемые повороты.

Девайс состоит из двух полукруглых пластиковых пакетиков, скрепленных гибким кольцом. Один пакетик заполнен диэлектрической жидкостью, другой — воздухом. Внутри — электроды. Аппарат работает на электрогидростатическом приводе. Если присоединить датчики, он сможет регистрировать температуру и ультрафиолетовое излучение, обнаруживать загрязняющие вещества. В планах исследователей — роботы-скалолазы, а также плавающие и летающие.

Еще одно перспективное направление — создание нанороботов. Эти устройства, сопоставимые по размеру с молекулой, самостоятельно передвигаются и выполняют определенные функции. Особый интерес представляют машины, сделанные из ДНК, поскольку их можно использовать в медицине.

Так, в 2018-м группа китайских ученых впервые сконструировала ДНК-наноробота, побеждающего раковые клетки. Эксперимент проводили на мышах. Лист из молекул ДНК скрутили в трубку — этот метод называется ДНК-оригами. Внутрь поместили тромбин — фермент, отвечающий за свертывание крови. Наноробот распознал раковые клетки по нуклеолину — особому белку, который вырабатывается на их поверхности. При взаимодействии с нуклеолином лист ДНК разворачивался, и тромбин попадал в кровеносные сосуды вблизи опухолевых клеток. В итоге они лишались кислорода и питательных веществ.

ДНК-нанороботы для борьбы с раком, созданные учеными из Китая и США. Каждый девайс сделан из прямоугольного листа ДНК нанометрового размера. К нему прикреплен тромбин (фиолетовый)

Собственного ДНК-наноробота для борьбы с раком в прошлом году создали и российские ученые из университета ИТМО вместе с коллегами из Университета Центральной Флориды. Они использовали дезоксирибозим — искусственную молекулу ДНК, способную расщеплять РНК. Проверку провели на модельном гене KRAS, который при большинстве онкозаболеваний служит "молекулярным переключателем", активирующим неограниченный рост клеток. ДНК-робот успешно разрезал патогенную РНК, препятствуя выработке белка, несущего вред. Специалисты планируют приспособить эту ДНК-машину для работы в живых организмах.

Иточник: ria.ru