A principios del año pasado, el biólogo Michael Levin y sus colegas ofrecieron una idea de lo versátil que puede ser la materia viva. Levin y Douglas Blackiston, miembro de su laboratorio en el Allen Discovery Center de la Universidad de Tufts, reunieron células de piel y músculos nacientes de un embrión de rana y dieron forma a los conjuntos multicelulares a mano. Este proceso de escultura fue guiado por un algoritmo desarrollado por los científicos informáticos Josh Bongard y Sam Kriegman de la Universidad de Vermont, que buscaron arreglos simulados de los dos tipos de células capaces de realizar movimientos organizados. Un diseño, por ejemplo, tenía dos muñones temblorosos como patas en la parte inferior para empujarse.
Los investigadores dejaron que los grupos de células se ensamblaran en las proporciones correctas y luego usaron herramientas de micromanipulación para mover o eliminar las células, esencialmente pinchándolas y tallando en formas como las recomendadas por el algoritmo. Los grupos de células resultantes mostraron la capacidad prevista para moverse sobre una superficie de forma no aleatoria.
El equipo denominó a estas estructuras xenobots. Si bien el prefijo se deriva del nombre latino de las ranas de garras africanas (Xenopus laevis) que abastecía a las células, también parecía apropiado debido a su relación con xenos, el griego antiguo para "extraño". Eran de hecho extraños robots vivientes: diminutas obras maestras de la nave celular creadas por diseño humano. E insinuaron cómo se podría persuadir a las células para que desarrollen nuevos objetivos colectivos y asuman formas totalmente diferentes a las que normalmente se desarrollan a partir de un embrión.
Pero eso solo arañó la superficie del problema para Levin, quien quería saber qué podría suceder si las células embrionarias de rana fueran "liberadas" de las limitaciones tanto de un cuerpo embrionario como de las manipulaciones de los investigadores. "Si les damos la oportunidad de volver a imaginar la multicelularidad", dijo Levin, entonces su pregunta fue: "¿Qué es lo que construirán?"
Algunas de esas respuestas ahora se están revelando en el trabajo que aparece el 31 de marzo en Ciencia Robótica. Describe una nueva generación de xenobots, los que tomaron forma por sí mismos, sin ayuda ni guía humana.
De un vistazo, estos xenobots podrían confundirse con otros animales acuáticos microscópicos: amebas o plancton o Giardia parásitos, nadando aquí y allá con aparente agencia. Algunos se mueven en órbita alrededor de partículas en el agua, mientras que otros patrullan de un lado a otro como si estuvieran buscando algo. Las colecciones de ellos en una placa de Petri actúan como una comunidad, respondiendo a la presencia de los demás y participando en actividades colectivas.
Cuando muestra películas de estos xenobots desarrollados espontáneamente a otros biólogos y les pide que adivinen qué son, Levin dijo que "La gente dice: 'Es un animal que encontraste en un estanque en alguna parte'". 100 por ciento Xenopus laevis.”Estas entidades microscópicas son completamente diferentes a cualquier etapa del desarrollo normal de una rana.
Los xenobots están cambiando algunos puntos de vista convencionales en biología del desarrollo. Sugieren que el genoma de la rana no instruye de forma única a las células sobre cómo proliferar, diferenciarse y organizarse en un cuerpo de rana. Más bien, ese es solo un resultado posible del proceso que permite la programación genómica.
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