生きている機械「ゼノボット」に自己複製能力があると判明!
生きている機械「ゼノボット」に自己複製能力があると判明! / Credit:Sam Kriegman et al . Kinematic self-replication in reconfigurable organisms . PNAS (2021)
biology
Team Builds First Living Robots That Can Reproduce https://www.uvm.edu/news/story/team-builds-first-living-robots-can-reproduce
Kinematic self-replication in reconfigurable organisms https://www.pnas.org/content/118/49/e2112672118

2021.11.30 Tuesday

自己複製可能な世界初の生きている機械「ゼノボットMk3」を開発

生きている機械「ゼノボット」に自己複製能力が加わったようです。

米国タフツ大学(TU)とバーモント大学(UVM)で行われた研究によれば、カエルの細胞から作られた、生きている機械「ゼノボット」に自己複製能力が確認された、とのこと。

初期型の歩行能力があるゼノボットMk1、自律的に形態変化して遊泳するMk2に続き、Mk3ではついに効率的な自己複製能力が獲得されたようです。

生体機械技術の最先端では、いったい何が起きているのでしょうか?

研究内容の詳細は『PNAS』にて公開されています。

ゼノボットはカエルの細胞から作られる

こちらはゼノボットの初期型
こちらはゼノボットの初期型 / Credit:PNAS

機械の構成パーツを細胞に置き換えるという発想は、かつてはSFの中にのみ存在していました。

ですが2020年の1月にカエルの筋肉細胞を3次元的に組み合わせることで歩行能力を持たせたゼノボットMk1が開発されます。

ゼノボットMk1は細胞が蓄えた栄養素を酸素呼吸によってエネルギーに変換することが可能であり、また上の動画のように、形状を組み変えることで動き方までプログラム可能な新しい生体機械となしました。

カエルの胚から皮膚細胞を分離する様子
カエルの胚から皮膚細胞を分離する様子 / Credit:Science Robotics

しかし2021年の3月には、より不思議な仕組みをもったゼノボットMk2が開発されます。

ゼノボットMk2はMk1とは異なり、人間が細胞を組み上げるような手間を必要としませんでした。

ゼノボットMk2を作る方法は極めて簡単であり、カエル胚から表面細胞を切り出すだけでした。

切り出された皮膚細胞が勝手に球形に変化
切り出された皮膚細胞が勝手に球形に変化 / Credit:Science Robotics

ですが驚くべきことに、切り出された表面細胞は自律的に球体へとトランスフォームし、べん毛を生やして泳ぎ回るようになったのです。

球形になった皮膚細胞の塊に「べんもう」がはえて泳ぎ始めた
球形になった皮膚細胞の塊に「べんもう」がはえて泳ぎ始めた / Credit:Science Robotics

切り出された細胞は本来ならばオタマジャクシの皮膚になる予定でしたが、胚発生(オタマジャクシになる運命)から分離されたことで、細胞たちは独自路線で発達し、新たな生物のように、べん毛をはやして遊泳するようになったのです。

さらにゼノボットMk2の泳ぎ回っている水槽に砂糖などの栄養素を加えたところ、体の表面から栄養素を取り込んでエネルギーを作り出し、何日も生き続けることが確認されました。

脊椎動物であるオタマジャクシに由来する細胞が、微生物のようにべん毛で遊泳しながら、環境からエネルギーを取り込むという事実は、細胞に秘められた可能性の大きさを感じさせます。

しかし今回の研究では、これまでの発見が吹き飛んでしまうような、驚愕の機能が発見されました。

ゼノボットには、既存の生命とは全く異なる方法で自己複製を行う能力があったのです。

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