Dalle cellule di rana agli “Xenobot”, un nuovo organismo “programmabile” che potrebbe viaggiare nel corpo umano per ripulire le arterie o negli oceani per catturare le particelle di plastica
Non sono animali anche se si muovono e all’occorrenza possono trasportare un piccolo carico. Stiamo parlando degli “Xenobot” i primi robot viventi, che devono il loro nome alla rana africana “Xenopus laevis”, le cui cellule embrionali sono state utilizzate per costruirli. Queste cellule hanno permesso di ottenere organismi lunghi pochi millimetri che possono muoversi verso un obiettivo, autoripararsi dopo essere stati sezionati e ma anche trasportare piccoli carichi.
Stando alle ipotesi degli studiosi, infatti, in futuro potrebbero viaggiare nel corpo umano per somministrare farmaci o ripulire le arterie, o ancora potrebbero essere rilasciati negli oceani come speciali spazzini per catturare le particelle di plastica.
“Possiamo immaginare molte applicazioni utili di questi robot viventi, precluse alle macchine convenzionali”, ha spiegato Michael Levin, direttore del Center for Regenerative and Developmental Biology della Tufts University, coautore dello studio. “Per esempio, possono cercare composti nocivi o contaminanti, raccogliere microplastiche negli oceani, percorrere i vasi sanguigni per ripulirli dalle placche aterosclerotiche”.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista dell’Accademia americana delle scienze Pnas cioè la “Proceedings of the National Academy of Sciences” e sono il frutto della cooperazione tra gli informatici dell’Università del Vermont guidati da Sam Kriegman e Joshua Bongard e il gruppo di biologi dell’università Tufts e dall’Istituto Wyss dell’Università di Harvard, coordinati da Michael Levin e Douglas Blackiston.
Ma qual è la portata rivoluzionaria del progetto? Fino a questo momento, i tentativi di assemblare organismi artificiali hanno avuto come modello l’anatomia di animali esistenti. In questo caso invece si tratta per la prima volta di progettare da zero delle “macchine biologiche”.
Antonio De Simone, dell’istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa ha specificato che questi organismi possono essere definiti “robot viventi oppure organismi multicellulari artificiali, perché svolgono funzioni diverse da quelle naturali”.
Veniamo ora alla pratica. Come sono stati costruiti questi organismi? Per arrivare a questo risultato, gli autori della ricerca hanno usato il cluster di supercomputer “Deep Green” dell’Università del Vermont, su cui “gira” un algoritmo evolutivo in grado di creare migliaia di candidati modelli di nuove forme di vita. Attraverso questo algoritmo, dunque, è stato possibile progettare al computer migliaia di possibili robot viventi, i più promettenti dei quali sono stati selezionati.
Gli studiosi hanno poi prelevato le cellule staminali dagli embrioni di rana lasciandole in incubazione perché si moltiplicassero, specializzandosi e dando così origine a tessuti di diverso tipo, come pelle e muscolo cardiaco. Attraverso minuscole pinze ed elettrodi sono state ottenute delle piccole strutture completamente nuove rispetto a quelle programmate dalla natura e che, assemblate fra loro, hanno dimostrato di funzionare, di svolgere compiti determinati e di essere capaci di autoripararsi.
“Il genoma delle cellule con cui abbiamo realizzato i nostri xenobot è, dal punto di vista genetico, puro DNA di rana, ma essi sono forme viventi completamente diverse dalle rane dal punto di vista anatomico”, ha spiegato Michael Levin. “Per questo è lecito chiedersi: che cosa esattamente determina l’anatomia che le cellule concorrono a realizzare? E che cos’altro sono in grado di costruire queste cellule?”.
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