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科学者たちは、人間の細胞から動き回ることができる小さな生きたロボットを作成しました 新しい研究によると、実験用皿と1日で傷や損傷した組織の治癒に役立ちます。
タフツ大学とハーバード大学ウィス研究所のチームは、この創造物を類人猿と名付けた。 この研究は、それを行ったのと同じ科学者による以前の研究に基づいています 最初の生きたロボットアフリカツメガエル（Xenopus laevis）の胚に由来する幹細胞であるゼノボット。
「一部の人々は、カニクイザルの特徴は、それらが胚であり両生類であるという事実に大きく依存していると考えていました」と、ヴァネヴァー・ブッシュ研究の著者でタフツ芸術科学大学院の生物学教授マイケル・レバインは述べた。
「胎児であることとは何の関係もないと思います。 カエルとは関係ありません。 それは種の共通の性質だと思います」と彼は言った。
「私たちは自分自身の体細胞が持つ可能性をすべて認識しているわけではありません。」
生きている間、擬人化体は不完全であるため、完全な生物ではありません。 ライフサイクル、 レビンは言った。
「これは、私たちが取り組んできた厳格な二項対立のカテゴリーを思い出させます。それはロボットなのか、動物なのか、それとも機械なのか？ このようなことは私たちにとって役に立ちません。 私たちはそれを超えなければなりません。」
報告書は木曜日に発表された 先端科学ジャーナル。
ギゼム・グムスカヤ、タフツ大学
Kisem Kumuzkaya はタフツ大学の博士課程の学生で、擬人化作品の作成に貢献しました。
研究者らは、さまざまな年齢や性別の匿名のドナーから得た、気管または気道から採取した成人のヒト細胞を使用した。 研究者らがこの種の細胞に注目したのは、新型コロナウイルス感染症や肺疾患の研究に比較的容易にアクセスできるためであり、さらに重要なことに、科学者らが細胞を運動可能にすると信じている特徴があるためだと、研究共著者のキッセム氏は述べた。 Gumuskaya はタフツ大学で博士号を取得しています。
気管支細胞は、繊毛と呼ばれる、前後に波打つ毛のような突起で覆われています。 これらは通常、気管支細胞が肺の気道に入る小さな粒子を排出するのを助けます。 これまでの研究では、細胞が研究に広く使用されている細胞小器官を形成できることが示されています。
Gumuskaya は、気管支細胞の成長条件の化学組成をテストし、オルガノイドで繊毛が外側を向くように誘導する方法を発見しました。 適切な基質を見つけると、オルガノイドは数日後に移動し、繊毛がひれのように機能しました。
「1日目、2日目、4日目、5日目には何も起こらなかったが、生物学では通常そうであるように、7日目には急速な変化があった」と同氏は語った。 「まるで花が咲いたようでした。 7日目に、繊毛が裏返されて露出しました。
「私たちの方法では、それぞれの擬人化物は単一の細胞から成長します。」
この自己集合こそがそれらをユニークなものにしているのです。 生物学的ロボットは他の科学者によって開発されているが、それらは型を作り、細胞を播種して手作業で作られている、とレビン氏は語った。
ギゼム・グムスカヤ、タフツ大学
それぞれの擬人化は単一の細胞から成長します。
さまざまな形状とサイズ
チームが作成した類人猿は同一ではありません。
球形で完全に繊毛で覆われたものもあれば、フットボールの形で繊毛が不規則なものもありました。 研究のニュースリリースによると、彼らはまた、さまざまな方法で移動した。あるものは直線で、あるものは狭い円を描き、他のものは座って揺れていたという。 それらは実験室条件下で最大 60 日間生存しました。
この最新の研究で概説されている実験はまだ初期段階にあるが、目標は人間への臨床応用があるかどうかを調べることだとレビン氏とガムスカヤ氏は述べた。 そのような応用が可能かどうかを確認するために、研究者らは、損傷を模倣するために「傷を付けた」実験用シャーレ内で増殖させたヒトニューロンの上に、ヒトニューロンを移動させることができるかどうかを研究した。
彼らは、擬人化された動物がニューロンの損傷領域での成長を促進したことを発見して驚いたが、このことについて研究者たちはまだ理解していない。 研究では治癒過程が指摘されている。
ドイツのフライブルク大学、フライブルク・センター・フォー・インタラクティブ・マテリアルおよびバイオ・インスパイアード・テクノロジーのグループリーダー、ファルク・タウバー氏は、この研究は将来バイオボットをさまざまな機能に応用し、さまざまな形で開発するための基礎を提供したと述べた。
ギゼム・グムスカヤ、タフツ大学
緑色の類人猿は、神経組織を切開すると赤くなります。
研究には関与していないタウバー氏は、ヒトのニューロンが、人間のニューロン切開全体で、そして最終的には閉じられた状態で「驚くべき挙動」を示したと指摘した。
同氏は、患者自身の細胞からこれらの構造を作成できる能力は、研究室、そして最終的には人間へのさまざまな応用を示唆していると述べた。
レビン氏は、類人猿が倫理的または安全性の懸念を引き起こすとは思わないと述べた。 これらは、厳密に管理された研究を通じてヒトの胚から作られたものではなく、何らかの方法で遺伝子組み換えされたものでもない、と同氏は述べた。
「彼らは非常に閉鎖された環境にあるため、研究室の外に逃げたり、生きたりすることはできません。彼らはその特定の環境の外では生きられません。彼らには自然な寿命があるので、数週間後には、それらは中断することなく分解されます。」
