คำว่า 'หุ่นยนต์' ทำให้เกิดภาพของ เป็นมนุษย์-เหมือนเครื่องจักรโลหะที่มนุษย์สร้างขึ้น (รูปทรงคล้ายมนุษย์) ออกแบบและตั้งโปรแกรมให้ทำงานบางอย่างให้เราโดยอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม หุ่นยนต์ (หรือบอท) สามารถมีรูปร่างหรือขนาดใดก็ได้ และสามารถทำจากวัสดุใดก็ได้ (รวมถึงวัสดุชีวภาพ เช่น เซลล์ที่มีชีวิต) ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านการออกแบบและการใช้งาน อาจไม่มีรูปแบบทางกายภาพเช่นในกรณีของ สิริ or Alexa. หุ่นยนต์เป็นสิ่งประดิษฐ์หรือเครื่องจักรที่ได้รับการออกแบบอย่างมีเหตุผล ซึ่งแสดงความเป็นอิสระและปฏิบัติงานเฉพาะอย่าง
หุ่นยนต์ชีวภาพ (หรือ biobots) ใช้ชีวิต เซลล์ หรือเนื้อเยื่อเป็นวัสดุประดิษฐ์ เช่นเดียวกับหุ่นยนต์อื่นๆ ไบโอบอทยังเป็นเครื่องจักรที่ตั้งโปรแกรมได้ แสดงความเป็นอิสระ และทำงานเฉพาะอย่าง เหล่านี้เป็นคลาสพิเศษของสิ่งมีชีวิตที่กระตือรือร้นและโครงสร้างสังเคราะห์ที่เคลื่อนไหวได้
เนื้อเยื่อที่มีชีวิต ต่อ seไม่ใช่หุ่นยนต์ พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของสัตว์ การดำรงชีวิต เซลล์ กลายเป็นหุ่นยนต์เมื่อพวกมันได้รับการปลดปล่อยจากข้อจำกัดปกติและตั้งโปรแกรมให้อยู่ในรูปแบบและฟังก์ชันที่ต้องการโดยการรวมและสร้างรูปร่างเซลล์เพื่อแสดงพฤติกรรมเฉพาะ
ซีโนบอท เป็นไบโอบอทชีวภาพเต็มรูปแบบตัวแรกที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการในปี 2020 โดยใช้เซลล์ไข่จากเอ็มบริโอของกบสายพันธุ์หนึ่งที่เรียกว่า Xenopus laevis (จึงเป็นที่มาของชื่อซีโนบอทส์) มันเป็นสิ่งมีชีวิตประดิษฐ์ชนิดแรกที่มีชีวิต ซ่อมแซมตัวเองได้ และจำลองตัวเองได้ เซลล์ที่มีชีวิตถูกใช้เป็นส่วนประกอบสำคัญที่ได้รับการปลดปล่อยจากข้อจำกัดปกติของตัวอ่อนที่เหลือ เพื่อก่อให้เกิดชีวิตเทียมรูปแบบใหม่ ซึ่งสัณฐานวิทยาและคุณลักษณะต่างๆ ได้รับการ 'ออกแบบ' ขึ้นมาโดยเทียม ซีโนบอตจึงเป็นสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ที่มีชีวิต การพัฒนาซีโนบอตแสดงให้เห็นว่าเซลล์ที่ได้มาจากเอ็มบริโอสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำสามารถตั้งโปรแกรมให้อยู่ในรูปแบบและการทำงานที่ต้องการได้โดยการปล่อยข้อจำกัดตามธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบว่าไบโอบอทสามารถสร้างขึ้นจากเซลล์ที่ไม่ใช่สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำหรือเซลล์ผู้ใหญ่ได้หรือไม่
นักวิทยาศาสตร์รายงานความสำเร็จในการสร้างไบโอบอทโดยใช้เซลล์ผู้ใหญ่จากเซลล์ที่ไม่ใช่ตัวอ่อน เป็นมนุษย์ เนื้อเยื่อที่มีความสามารถเหนือ Xenobots ไบโอบอทตัวนี้ได้รับการตั้งชื่อว่า 'แอนโธรบอท' เพราะว่ามัน เป็นมนุษย์ ที่มา
เนื่องจากซีโนบอทได้มาจากเซลล์ตัวอ่อนของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำโดยการปั้นเซลล์ทีละเซลล์ ทีมวิจัยจึงเริ่มต้นด้วยการทดสอบว่าความสามารถในการให้กำเนิดไบโอบอทนั้นจำกัดอยู่ที่เซลล์สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำเหล่านี้ หรือเซลล์ผู้ใหญ่ที่ไม่ใช่สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและไม่ใช่ตัวอ่อนอื่นๆ ก็สามารถสร้างไบโอบอทได้เช่นกัน นอกจากนี้ หากจำเป็นต้องแกะสลักเซลล์เมล็ดทีละเซลล์เพื่อสร้างไบโอบอท หรือการเกลี้ยกล่อมเซลล์เมล็ดเริ่มต้นก็สามารถนำไปสู่การสร้างไบโอบอทได้ด้วยตนเอง สำหรับสิ่งนี้ แทนที่จะใช้เนื้อเยื่อของตัวอ่อน นักวิจัยใช้เซลล์ร่างกายที่โตเต็มวัยที่ได้มาจาก เป็นมนุษย์ เยื่อบุปอดและสามารถสร้างโครงสร้างการดำรงชีวิตแบบหลายเซลล์ที่สร้างได้เองและเคลื่อนไหวได้ โดยไม่ต้องปั้นด้วยมือหรือใช้เครื่องจักรสร้างรูปร่างภายนอก วิธีการที่ใช้สามารถปรับขนาดได้ ฝูงไบโอบอทขนานกันถูกสร้างขึ้นโดยเคลื่อนที่ด้วยแรงขับแบบซีเลียและมีชีวิตอยู่ได้ 45–60 วัน สิ่งที่น่าสนใจคือยังพบว่าแอนโธรบอทเคลื่อนตัวข้ามจุดพักในชั้นเซลล์เดียวของเซลล์ประสาท และกระตุ้นให้เกิดการรักษาข้อบกพร่อง ในหลอดทดลอง ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การสังเคราะห์แอนโธรบอท มีความสำคัญเนื่องจากแสดงให้เห็นว่าความเป็นพลาสติกของเซลล์ที่จะก่อให้เกิดไบโอบอทไม่ได้จำกัดอยู่เพียงเซลล์ตัวอ่อนหรือสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ก็ได้มีการแสดงให้เห็นว่าร่างกายของผู้ใหญ่นั้น เป็นมนุษย์ เซลล์ป่าที่ไม่มีการดัดแปลงพันธุกรรมใด ๆ สามารถสร้างไบโอบอทใหม่ได้โดยไม่ต้องใช้กลไกภายนอกในการสร้างรูปร่าง
Anthrobots เป็นการพัฒนาที่เหนือกว่า Xenobots และเป็นความก้าวหน้าในเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง ซึ่งมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการผลิตเนื้อเยื่อที่ซับซ้อนสำหรับการใช้งานทางคลินิกใน เวชศาสตร์ฟื้นฟู. ในอนาคต อาจเป็นไปได้ที่จะผลิตแอนโธรบอทส์ที่เหมาะกับผู้ป่วยแต่ละรายและนำไปใช้ในร่างกายโดยไม่กระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน
***
อ้างอิง:
- แบล็คอิสตัน ดี. อัล et 2023. หุ่นยนต์ชีวภาพ: มุมมองในสาขาสหวิทยาการที่กำลังเกิดขึ้น. ซอฟท์โรโบติกส์ ส.ค. 2023. 674-686. ดอย: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0142
- กูมูสกายา, จี. เอตอัล 2023. Motile Living Biobots สร้างเองจากผู้ใหญ่ คน เซลล์เมล็ดต้นกำเนิดร่างกาย วิทยาศาสตร์ขั้นสูง 2303575 เผยแพร่: 30 พฤศจิกายน 2023 DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202303575
- มหาวิทยาลัยทัฟส์ 2023 ข่าว – นักวิทยาศาสตร์สร้างหุ่นยนต์ชีวภาพจิ๋วจาก คน เซลล์. https://now.tufts.edu/2023/11/30/scientists-build-tiny-biological-robots-human-cells
- เอบราฮิมคานี ม.ร. และ Levin M., 2021. เครื่องจักรมีชีวิตสังเคราะห์: หน้าต่างใหม่ของชีวิต มุมมอง iScience เล่มที่ 24 ฉบับที่ 5 102505 21 พฤษภาคม 2021 DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102505
***
