Levende ‘robots’ gemaakt van kikkercellen

De levende machientjes

De door de supercomputer bedachte vormen (links) en de uitkomst (rechts) (afb: PNAS)

Het lijkt op fröbelen met de natuur en misschien ook wel op de kunsten van Frankenstein: wetenschappers hebben levende kikkercellen ‘herschikt’ tot nieuwe levensvormen. Deze wat de onderzoekers xenobots noemen (xeno is Grieks voor vreemd maar hier afkomstig van de naam van de kikkersoort en bot een afko van robot) lijken in staat te zijn zich naar doelen te bewegen en kunnen ook beschadigingen herstellen. Het zijn geen robots en geen dieren, maar programmeerbare organismen, zeggen de onderzoekers. Waarom klinkt me dat zo kil en eng in de oren?
De gebruikte cellen waren afkomstig van kikkerembryo’s. Die werden herschikt tot organismen van een paar mm groot. “Het zijn levende machines”, zegt Joshua Bongard van de universiteit van Vermont (VS), een van de ‘Frankensteins’.

De nieuwe organismen werden ontworpen op de supercomputer van de universiteit en vervolgens ‘geassembleerd’ (herschikt, dus) door biologen van de Tuftsuniversiteit. “We kunnen ons een heleboel toepassingen voorstellen van deze levende robots die andere machines niet aankunnen”, zegt Michael Levin van de Tuftsuniversiteit. “Ik denk dan aan het opzoeken en van nare stoffen of radioactief materiaal, van kunststofafval in de oceanen, of het schrapen van aangroeisels in de aderen.”

Stamcellen

De biologen van Tufts verzamelden de embryonale stamcellen van de Afrikaanse klauwkikker (Xenopus laevis). Die werden van elkaar gescheiden en kregen de tijd om te incuberen. Met hulp van een minuscuul tangetje en een nog kleinere elektrode werden de cellen versneden en samengevoegd tot vormen die waren ‘bedacht’ door de supercomputer.
Die vormen bestaan in de natuur niet. De aldus misvormde cellen gingen samenwerken. Huidcellen vormden de passieve ‘architectuur’, terwijl samentrekkende hartcellen werden gebruikt voor de beweging. Die constructies bleken in staat op een coherente manier te bewegen. Als ze op hun ‘rug’ gelegd werden werden ze hulpeloos zoals omgekeerde torren. De onderzoekers maakten vormen met een gat erin om, bijvoorbeeld, lading te vervoeren.
Bongard erkent dat harde materialen als staal of kunststof langer meegaat en meer kan hebben, maar het voordeel van deze levende machientjes is dat ze op geheel natuurlijke wijze sterven en afbreken. Het geeft geen troep.

Angst

Volgens Levin is er geen reden tot angst voor deze ontwikkeling. “Als we rommelen met complexe systemen die we niet begrijpen dan krijgen we onbedoelde resultaten”, zegt hij. Bedoelt hij dan dat hij weet hoe een cel in elkaar zit, hoe een embryo zich ontwikkelt? Nee toch? Hij heeft het over complexe eigenschappen die op de een of andere manier uit simpele regels voorkomen, maar dat wekt niet de indruk dat hij weet hoe dat in elkaar steekt.

“Ik denk dat het absoluut noodzakelijk is voor de maatschappij om beter te weten hoe complexe systemen te hanteren”, zegt Levin. “De eerste stap is om er achter te komen hoe levende systemen besluiten nemen hoe het gedrag zal worden en hoe we de delen moeten manipuleren om de gedraging te krijgen die we willen. Deze studie is een directe bijdrage daaraan. Om, waar de mensen bang voor zijn, greep te krijgen op onbedoelde gevolgen.” Zoals je weet had doctor Frankenstein ook de edelste motieven…

Bron: phys.org

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.