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Anthrobots:第一个由人体细胞制成的生物机器人(Biobots)

“机器人”一词让人想起类似人类的人造金属机器(人形机器人),其设计和编程可以自动为我们执行一些任务。然而,机器人(或机器人)可以具有任何形状或尺寸,并且可以由任何材料(包括活细胞等生物材料)制成,具体取决于设计和功能要求。它可能没有任何物理形式,如 Siri or Alexa的。机器人是经过合理设计的人工制品或机器,具有自主性并执行特定任务。  

生物机器人(或生物机器人)使用活细胞或组织作为制造材料。与所有机器人一样,生物机器人也是可编程机器,具有自主性并执行特定任务。这些是一类特殊的活跃的活体和活动的合成结构。   

活组织 本身,不是机器人。它们是动物的一部分。当活细胞从正常的约束中解放出来并通过人为地组合和塑造细胞以显示特定的行为而被编程为所需的形式和功能时,它们就变成了机器人。  

异种机器人 是 2020 年在实验室使用来自一种名为“青蛙”的青蛙胚胎的卵细胞制造的第一个全生物生物机器人 非洲爪蟾 (因此得名 Xenobots)。它是第一个活的、自我修复、自我复制的人造有机体。活细胞被用作构建块,从胚胎其余部分的正常限制中解放出来,产生一种新形式的人工生命,其形态和特征是人工“设计”的。因此,Xenobot 是一种活的合成有机体。 Xenobots 的开发表明,源自两栖动物胚胎的细胞可以通过释放自然限制而被编程为所需的形式和功能。然而,尚不清楚是否可以用非两栖动物或成体细胞制造生物机器人。  

科学家们现在报告称,利用来自非胚胎人体组织的成体细胞成功构建了生物机器人,其能力超出了 Xenobots。这个生物机器人被命名为“人类机器人’因为它的人类起源。  

由于Xenobots是由两栖动物胚胎细胞通过单独模制细胞而衍生出来的,因此研究团队首先测试了产生生物机器人的能力是否仅限于这些两栖动物细胞,或者其他非两栖动物、非胚胎成年细胞也可以产生生物机器人?此外,种子细胞是否需要单独雕刻才能产生生物机器人,或者初始种子细胞的诱导是否也可以导致生物机器人的自我构建?为此,研究人员没有使用胚胎组织,而是使用源自人肺上皮的成体体细胞,并且能够生成新颖的、多细胞的、自构建的、活动的生命结构,而无需手动雕刻或使用任何外部成形机械。所使用的方法是可扩展的。并行生产了一群生物机器人,它们通过纤毛驱动的推进力移动,寿命为 45-60 天。有趣的是,人们还观察到,人类机器人可以跨越神经元单层的断裂,并在体外诱导缺陷的有效愈合。  

人类机器人的合成 意义重大,因为它表明产生生物机器人的细胞的可塑性不仅限于胚胎或两栖动物细胞。它表明,未经任何基因改造的成年体细胞人类野生细胞可以在没有任何外部赋予形状的机器的情况下形成新型生物机器人。  

Anthrobots 是对 Xenobots 的改进,也是相关技术的进步,对于临床用途的复杂组织的生产具有重大影响。 再生医学。未来,有可能为每位患者生产个性化的机器人,并将其部署在体内而不引起任何免疫反应。  

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参考文献:   

  1. 布莱克斯顿 D. 等 2023.生物机器人:新兴跨学科领域的视角。软机器人。 2023 年 674 月。686-XNUMX。数字编号: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142 
  2. 古穆斯卡娅,G. et al. 2023 年。由成人体细胞祖细胞自我构建的活动生物机器人。 Advanced Science 2303575。发布日期:30 年 2023 月 XNUMX 日 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575  
  3. 塔夫茨大学 2023 年。新闻 – 科学家利用人体细胞构建微型生物机器人。 https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells  
  4. 易卜拉欣哈尼·莫·R.和 Levin M.,2021。合成生命机器:生命的新窗口。 i科学视角。第 24 卷,第 5 期,102505,21 年 2021 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505  

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乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

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