CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

Sinh vật sống này được thiết kế bởi một siêu máy tính và được lắp ráp trong phòng thí nghiệm (Ảnh: Sam Kriegman, UVM)

Các robot sống mới được tạo ra từ tế bào da và tim lấy từ phôi ếch, được lắp ghép thành các hình dạng ổn định được thiết kế bởi một siêu máy tính và thả tự do trong một chiếc đĩa Petri. Các tế bào da hoạt động để mang lại cho các sinh vật bé xíu này hình dạng riêng – tương tự một giọt nước có 4 “chân” – trong khi các tế bào tim đẩy chúng đi loanh quanh với mỗi nhịp co bóp.

Mỗi giọt có chiều dài 1 mm, nhóm gọi sản phẩm của mình là “xenobot”, đặt theo tên loài ếch Xenopus laevis mà tế bào bắt nguồn. Thử nghiệm cho thấy các sinh vật này có thể bơi qua lại trong môi trường trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần mỗi lần, hoạt động nhờ năng lượng phôi dự trữ. Theo nhóm, chúng có xu hướng bơi theo vòng tròn và thậm chí có thể đẩy các viên tròn vào phần không gian chính giữa.

Điều này nghe có vẻ không hoàn toàn ấn tượng nhưng nhóm cho hay kỹ thuật này là bằng chứng ý tưởng cho các cổ máy sống có thể lập trình. Chúng có thể được thiết kế tùy biến để đạt hoàn thành một loạt các nhiệm vụ như làm sạch môi trường hay thậm chí tẩy uế cơ thể người.

Trước khi những điều trên trở thành hiện thực, các xenobot này đầu tiên được thiết kế bằng cụm siêu máy tính Deep Green. Một thuật toán cách mạng cho ra hàng ngàn thiết kế khả dĩ cho các robot sống và sau đó chạy các mô phỏng để xác định cấu hình nào là tốt nhất để hoàn thành một nhiệm vụ. Qua nhiều thế hệ, các thiết kế thành công được tinh chỉnh cho đến khi máy tính dừng lại ở hình dạng hiện tại của xenobot.

Kế đến, các nhà nghiên cứu lắp ráp các sinh vật sống theo bản thiết kế chi tiết của máy tính. Họ lấy các tế bào gốc ếch, tách chúng ra và ấp chúng, sau đó cắt và ghép nối chúng dưới kính hiển vi. Vì là sinh vật sống, các tế bào tự liên kết với nhau, tạo ra các xenobot.

Nhóm cũng đã thử nghiệm các phiên bản khác. Một số xenobot được thiết kế với một cái lỗ thông ở giữa để giảm lực cản. Một thiết kế mô phỏng không được tạo ra sử dụng lỗ này làm túi chứa hàng, một ngày nào đó có thể vận chuyển các phân tử thuốc đi xung quanh.

Một ưu thế khác là các hệ thống sống này có thể tự liền. Nhóm được thử nghiệm khả năng bằng cách cắt một số thành gần như hoàn toàn thành 2 phần và như dự đoán, chúng tự liền lại và hoạt động trở lại. Và sau khi hoàn thành nhiệm vụ chúng được giao, xenobot trở thành các tế bào chết vô hại hoàn toàn tự phân hủy.

Các xenobot này là một giai đoạn mới trong việc tạo ra dạng sống nhân tạo. Các nhà khoa học đã thiết kế và chế tạo vi khuẩn tổng hợp, các sinh vật bán tổng  hợp với một cặp bazơ DNA bổ sung, phôi nhân tạo không đòi hỏi trứng và tinh trùng, robot được chế tạo từ các tế bào từ chuột hoặc ốc sên biển. Như dự án này đánh dấu lần đầu tiên các cỗ máy sinh học hoàn toàn mới được tạo ra bằng cách sử dụng các dạng chưa từng xuất hiện trong tự nhiên.

LH (New Atlas)