in ,

كائنات حية قابلة للبرمجة: علماء يستخدمون الخلايا الجذعية للضفادع لصنع روبوتات حية قابلة للبرمجة

كشف مجموعة من العلماء عن ابتكارهم لأول ”روبوتات حية“ أُطلق عليها اسم (إكسينوبوت) Xenobots وهي أشكال حياة جديدة تماماً خُلقت من خلايا حية. أخذ فريق من الباحثين الخلايا الجذعية من أجنة الضفادع وحولوها لآلات بإمكانهم برمجتها والتحكم بها كما يحلو لهم.

كما قال فريق الباحثين في ورقة بحثية بأن هذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها البشر من إنشاء ”آلات بيولوجية بالكامل من الألف إلى الياء“، حيث يمكن استخدام روبوتات (إكسينوبوت) لنقل الأدوية داخل جسم المريض أو لتنظيف المحيطات من المواد الملوثة، كما يعتقد العلماء أن هذه الروبوتات ستكون قادرة على شفاء نفسها في حال تعرضت للتلف.

صورة: Douglas Blackiston, Tufts University

وبحسب الخبير في جامعة فيرمونت (جوشوا بونجارد) والذي شارك في قيادة هذه الأبحاث الجديدة: ”هذه الروبوتات الحية الجديدة ليست كباقي الروبوتات التقليدية وليست نوعاً مألوفاً من الحيوانات، إنما هي عبارة عن مخلوقات جديدة من صنع الإنسان: كائنات حية قابلة للبرمجة“.

صُممت هذه الروبوتات الحية الجديدة باستخدام حاسوب عملاق صممه مجموعة من علماء الأحياء، كما يمكن توظيفها لخدمة البشرية في مجالات مختلفة.

قال القائد المشارك في هذه الأبحاث (مايكل ليفين) والمسؤول عن توجيه مركز البيولوجيا التجددية والتنموية في جامعة (تافتس) حيث يتم إنشاء روبوتات (زينوبوت): ”يمكننا أن نتخيل الفائدة الكبيرة التي ستقدمها لنا هذه الروبوتات الحية والتي لا يمكن للروبوتات العادية القيام بها كالبحث عن التلوث الإشعاعي أو جمع الجسيمات البلاستيكية الصغيرة من المحيطات أو التنقل داخل الشرايين البشرية لفتحها“.

وصف فريق البحث التقدم الكبير لأبحاثهم في ورقة نُشرت في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

تمكنت البشرية من تغيير الطريقة التي تعمل بها هذه الكائنات الحية، حيث شهد قسم التحرير الوراثي وإنشاء الكائنات الاصطناعية تطوراً كبيراً في السنوات الأخيرة.

استخدم العلماء خلايا جذعية من ضفادع القيطم الأفريقية لصنع تلك الروبوتات. صورة: Douglas Blackiston, Tufts University

وبحسب ما أوضحه هؤلاء الباحثون فإن هذه هي المرة الأولى التي يتم بها تصميم وإنشاء آلات بيولوجية بالكامل على يد الباحثين، حيث استخدموا حاسوب عملاق يعتمد على نسخ افتراضية للتطور لإنشاء الآلاف من التصاميم الممكنة لأشكال الحياة الجديدة، ثم يأتي دور العلماء بتحديد مهمة الحاسوب واختيار التصميم الأفضل.

فمثلاً في حال طلب الباحثون من الحاسوب تصميم كائن بإمكانه التحرك باتجاه معين فإنه سيقترح المئات من الطرق التي بإمكانه اتباعها لتجميع هذه الخلايا وخلق نموذج بإمكانه تنفيذ ما طلبوه، أي أنه سيقدم مجموعة من التصاميم النظرية لهذه الروبوتات الحية.

كما شهد الجزء الثاني من البحث إجراء جراحة مجهرية ومحاولات عديدة لتحويل هذه التصاميم النظرية إلى روبوتات واقعية، حيث أخذوا خلايا جذعية من أجنة الضفادع الإفريقية وضعها في حاضنات ثم استخدموا أدوات صغيرة للغاية لتفريقها عن بعضها وتجميعها لإنشاء التصميم الذي ابتكره الحاسوب.

أي أن العلماء قد جمعوا مواد عضوية حقيقية معاً لخلق شكل من أشكال الحياة الجديدة والتي لم يسبق وجودها في الطبيعة سابقاً.

صورة: Douglas Blackiston, Tufts University

بعد تجميع الخلايا معاً لاحظ الباحثون أن هذه الخلايا بدأت تعمل بالطريقة التي صممها الحاسوب، أي أن الروبوتات كانت قادرة على التحرك من تلقاء نفسها بطريقة متماسكة واستكشاف بيئتها على مدى أسابيع.

كما يعتقد العلماء أنه سكون بإمكانهم إنشاء نسخ أكثر تعقيداً من (إكسينوبوت)، أي أنهم سيقومون بإضافة كيس على أجسامهما بحيث يمكن استخدامها لإيصال الدواء عن طريق السباحة داخل جسم الإنسان.

يقترح العلماء أن طرق استخدام التكنولوجيا ستشهد تغييرات كبيرة بعد تصميم هذه الروبوتات من مواد حية، كما أن هذه الروبوتات ستكون قادرة على التجدد ومعالجة نفسها على عكس الروبوتات التقليدية، ففي حال انقسمت هذه الروبوتات إلى نصفين فإنها ستعمل جاهدةً على إعادة جمع أقسام جسدها مرة أخرى، كما أنها قابلة للتحلل بالكامل عند موتها.

ولكن أقر الباحثون أن هذه الروبوتات قد تشكل خطراً كبيراً في حال بدأت بالتطور بطريقة يصعب فهمها فقد تتسبب بعواقب غير مقصودة، أي أنه سيكون من المستحيل على البشر التنبؤ بالطريقة التي ستتصرف بها.

قال السيد (ليفين): ”إن تمكن الصنف البشري من النجاة في المستقبل فسيتعين علينا أن نفهم الطريقة التي تنشأ بها الخصائص المعقدة من القواعد البسيطة، تساهم هذه الدراسة بشكل مباشر في التعامل مع العواقب الغير مقصودة التي يخشاها الناس“.

وأضاف أن هذه الدراسة الجديدة تعد خطوة مهمة لفهم هذه الأنظمة عبر معرفة المزيد عن الطريقة التي تتبعها هذه النظم الحية أثناء اتخاذها القرار حول آلية تصرفها، وما إن كان بإمكاننا تغييرها، أي أننا سنكون قادرين على فهم النتائج بشكل أفضل.

جاري التحميل…

0