Pomocí superpočítačového modelování se vědci z Vermontské a Tuftsovy univerzity naučili vytvářet z kmenových buněk africké vodní žáby z čeledi Xenopus laevis mikroskopické bioroboty, kteří se mohou samostatně pohybovat, vykonávat základní úkoly, a dokonce i vyléčit svá zranění.

„Jsou to nové živé stroje," uvádí tisková zpráva Vermontské univerzity slova vedoucího výzkumu Joshua Bongarda. „Nejedná se ani o tradiční roboty, ani o známé druhy

zvířat. Je to nová třída programovatelných živých organismů vytvořených člověkem.“

Vědci nazvali nová „stvoření“ rekonfigurovatelnými organismy nebo xenoboty - od slova bot a latinského názvu pro žábu.

Jsou to v podstatě drobné shluky biomateriálů do velikosti jednoho milimetru, obsahující 500 až 1000 buněk kůže a srdce žabích embryí. Kožní buňky umožňují těmto „organismům“ udržovat si svůj tvar a srdeční buňky, které samy vytvářejí svalovou tkáň kardiomyocytů, umožňující pohyb s každou kontrakcí.

Na základě „evolučního algoritmu“ vytvořeného robotickými inženýry z Vermontské univerzity byly na superpočítači Deep Green vypočteny stovky stabilních variant xenobotů, z nichž každý byl poté testován ve virtuálním prostředí, aby se například zkontrolovalo, zda se bude pohybovat při smršťování buněk srdečního svalu. Na základě nejúspěšnějších konfigurací vytvořili biologové Tuftsovy univerzity za použití mikroskopických pinzet a elektrod rekonfigurovatelné organismy in vivo - tj. ze živých buněk.

Když se srdeční buňky spontánně stahují a uvolňují, chovají se jako miniaturní motory, které uvádějí roboty do pohybu do té doby, dokud se nevyčerpají zásoby energie v buňkách. Testy ukázaly, že tato „stvoření“ žijí několik dní nebo dokonce týdnů a spotřebovávají zásoby embryonální energie.

Aby buňky zůstaly naživu, musí být xenoboti ve vodním prostředí. V Petriho misce plavou v kruzích a mohou dokonce přemísťovat malé granule. Vědci se domnívají, že tuto schopnost xenobotů lze v budoucnu využít k cílenému dodávání léků v lidském organismu nebo k čištění cév od plaků.

V případě poškození mohou bioroboti vyléčit své rány sami, a když je úkol dokončen a energie je u konce, zemřou a rozpadnou se stejně jako všechny živé bytosti, rozpadají se na mrtvé buňky, které neznečišťují životní prostředí. „Živými“ je však možné nazvat xenoboty jen do určité míry. Nemohou se vyvíjet ani množit.

Podle slov autorů studie jsou prvními, kteří projektují plně biologické stroje od nuly, aniž by se pokoušeli zkopírovat existující biologické druhy nebo je upravovat.

„Je to 100% žabí DNA, ale nejsou to žáby. Ukázali jsme, že žabí buňky mohou vytvářet nové živé formy, které jsou zcela odlišné od standardní anatomie," říká Michael Levin, další autor vědecké práce z Tuftsovy univerzity. „Jsou velmi malí, ale v konečném výsledku je plánujeme zvětšit."

V budoucnu chtějí vědci vytvořit xenoboty s krevními cévami, nervovým systémem a smyslovými buňkami, z nichž se vytvoří rudimentární oči. Pokud se k tomu použijí buňky savců, budou xenoboti moci žít na souši.