Живые клетки из крысиных сердец, хирургический силикон, золотой “ скелет” и немного манипуляций с генами — так биоинженер из Гарварда Кит Паркер описывает компоненты созданного его лабораторией плавающего биоробота.
“ Живая машина” выглядит как крошечный скат длиной немногим более сантиметра и весом не более 10 граммов. Двигается она из-за сокращениям модифицированных методами генной инженерии 200 000 клеток сердечной мышцы крыс, выращенных на силиконовой “ подложке”.
Для управления биороботом используются вспышки света, к тому же с их помощью ученые смогли проводить “ ската” в обход запретов. Скелет из золота нужен, чтобы тело ската после уменьшения возвращалось в исходную форму. Драгоценный металл выбрали из-за того, что с ним нетрудно трудиться и он обладает подходящей упругостью.
Под скелетом робота расположен еще один слой силикона с нанесенным на него микрорельефом. Определенный рисунок бороздок задает необходимую конфигурацию выращиваемых на нем “ мышц”, так, чтобы клетки, сокращаясь последовательно, производили характерное для скатов движение.
Что касается генной инженерии, она понадобилась, чтобы сделать сокращающиеся при воздействии света с определенной длиной волны клетки. Использованная методика называется оптогенетикой и подразумевает внедрение в клеточные мембраны специальных каналов — опсинов — реагирующих на возбуждение светом.
Робот-скат плавает в специальном растворе, содержащем вещества для питания его клеток. В процессе эксперимента спустя шесть недель биоробот продолжал реагировать на свет и двигаться, при этом живыми оставались около 80% его клеток. В дикой природе робот бы не остался в живых — недостаток иммунной системы делает его ткань уязвимой для бактерий и грибков.
Паркер считает свое творение в тоже самое время машиной и биологической формой жизни.“ Я только не назвал его организмом — ведь он не может размножаться — но он, несомненно, живой”, — говорит ученый. При этом биоробот вовсе не является ему конечной целью. Паркер трудится над путями создания методами биоинженерии полностью рабочей и живой сердечной мышцы.