使用模仿生命本身生化過程的技術(shù)制造人造生命形式

2019-08-05 15:07:36    來源:    作者:

很長(zhǎng)一段時(shí)間以來,很多人都?jí)粝虢ㄔ斐鱿袢祟愐粯拥臋C(jī)器人。畢竟,有一個(gè)原因是來自娛樂和文化的最受歡迎的機(jī)器人 - 例如星球大戰(zhàn)的 C3PO ,或者星際迷航的數(shù)據(jù)- 都是如此人性化。

但是,如果可以使用模仿生命本身生化過程的技術(shù)制造人造生命形式,而不是用電池,中央處理單元,伺服系統(tǒng)和液壓接頭來構(gòu)建它們?

中國(guó)上海交通大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)可能剛剛采取了第一步,使用基于DNA的材料進(jìn)行循環(huán)或生長(zhǎng),并通過模擬生物代謝過程中的過程來腐爛。

Shogo Hamada及其同事在一篇發(fā)表在“ 科學(xué)機(jī)器人 ”雜志上的論文中報(bào)告了他們發(fā)明了一種系統(tǒng),他們稱之為基于DNA的裝配和合成分層材料,或DASH。他們將其描述為“動(dòng)態(tài)生物材料的自下而上構(gòu)造,代表不可逆生物合成和耗散組裝過程的組合”。

研究人員從兩種混合物開始,這些混合物表現(xiàn)為微流體,能夠在狹窄的空間和狹窄的通道中移動(dòng)而不會(huì)有外力作用于它們。第一種具有組裝DNA結(jié)構(gòu)所需的成分,另一種具有降解它們所需的成分。

DASH工作人員將每種混合物注入微觀腔室。共聚焦熒光顯微鏡和掃描電子顯微鏡顯示,自生DNA已經(jīng)形成,以與生物代謝相同的定向,逐步的方式填充腔室。

隨著新結(jié)構(gòu)的形成,結(jié)構(gòu)隨后退化。液體混合物非常像活細(xì)胞,因?yàn)樗纬刹⒎纸獠牧弦员3制渥陨砑捌渌拗魃矬w的功能。

DASH材料在一段固定時(shí)間后退化,然后再次再生,在其自身蒸汽下重新開始循環(huán)兩次。

雖然它確實(shí)非常逼真,但DASH DNA與真正的生物DNA之間的區(qū)別在于前者可以按照設(shè)計(jì)師認(rèn)為合適的程序進(jìn)行編程。

通過使用通過混合室中的通道和障礙物的不同路徑,或通過調(diào)整成分,可以引導(dǎo)DASH像粘液模具一樣移動(dòng)。在結(jié)構(gòu)的一端生長(zhǎng)的DNA可以被破壞,因?yàn)樵诹硪欢水a(chǎn)生新鮮材料,使得整體有效地沿著表面爬行。

Hamada及其同事認(rèn)為結(jié)果是生物工程機(jī)器,具有緊急再生和運(yùn)動(dòng)行為。

結(jié)合足夠的人工代謝“細(xì)胞”來構(gòu)建人類生物工程機(jī)器人可能還有很長(zhǎng)的路要走。

然而,已經(jīng)存在可以應(yīng)用DASH的區(qū)域,例如用于個(gè)性化醫(yī)療的混合納米材料的開發(fā)。

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