נוירובוט והצעד הבא בביולוגיה מאורגנת עצמית.

באמצעות תאי צפרדע, מדענים יצרו נויררובוטים, שחשפו כיצד מערכת העצבים מתארגנת בעצמה ומשפיעה על התנהגותם של אורגניזמים חיים.

מודל הנוירובוט הצבוע מציג תאים מרוסיים מסביב להיקף וסיבי עצב במרכז. (מקור: Advanced Science)

מחקר חדש שפורסם בכתב העת הגרמני Advanced Science מראה כי מדענים עושים צעד נוסף בהבנת האופן שבו ביולוגיה יוצרת מבני חיים פונקציונליים. מוקד המחקר הוא נוירובוטים, ביו-רובוטים מיקרוסקופיים העשויים מתאי צפרדע ומשלבים נוירונים. אלה פותחו מקסנובוטים, גרסה קודמת של ביו-רובוטים שחסרה להם רכיבים עצביים.

בהתאם לכך, בשנת 2020, חוקרים באוניברסיטת טאפטס (ארה"ב) יצרו קסנובוטים באמצעות תאי צפרדע. אלו הם מבנים חיים מיקרוסקופיים שיכולים לנוע במים, לתקן את עצמם ואף להרכיב תאים בודדים כדי ליצור קסנובוטים חדשים. בהתבסס על בסיס זה, צוות המחקר באוניברסיטת טאפטס ובמכון וויס (ארה"ב) המשיך להתנסות בהחדרת נוירונים למבנים אלה כדי לראות מה יקרה. הגרסה החדשה נקראת נוירובוט.

צוות המחקר אמר שזה חלק ממאמץ רחב יותר להבין כיצד קבוצות של תאים יכולות להתארגן מעצמן למבנים מורכבים בתנאים לא נוחים. התובנות שיתקבלו עשויות להיות שימושיות בביולוגיה סינתטית וברפואה רגנרטיבית.

כדי ליצור את הקסנובוטים, מדענים השתמשו בתאים שנלקחו מעוברים מוקדמים של הצפרדע האפריקאית בעלת הטפרים Xenopus laevis. כאשר תאי העור הופרדו והוכנסו לצלחת תרבית, הם התאספו באופן ספונטני למבנים קטנים, עגולים ושעירים שיכולים לשחות במים. מבנים אלה הם לחלוטין נגזרים ביולוגית, אינם דורשים פיגום או שינוי גנטי, יכולים להחלים מעצמם ויכולים לשרוד כ-9 עד 10 ימים הודות לחומרים המזינים המאוחסנים בתאים העובריים המקוריים.

בעזרת נויררובוטים, צוות המחקר השתיל אשכולות של תאי אב עצביים במרכז הביו-רובוטים בזמן שהם נוצרו. תאים אלה התבגרו לאחר מכן, ופיתחו אקסונים ודנדריטים. תצפית מיקרוסקופית גילתה כי הנויררובוטים יצרו מאפיינים מרכזיים של מערכת עצבים טבעית. החוקרים אישרו גם שתאים אלה יכולים לתפקד בתוך רשתות עצביות פשוטות.

בהשוואה לביו-בוטים ללא נוירונים, נוירו-בוטים בדרך כלל גדולים ומוארכים יותר, ומציגים דפוסי תנועה מורכבים יותר. כאשר הם נחשפים לתרופה המשפיעה על פעילות המוח, נוירו-בוטים גם משנים את תנועותיהם בצורה שונה מביו-בוטים טיפוסיים. דבר זה מצביע על כך שהרשת העצבית החדשה שנוצרה לא רק קיימת באופן מבני אלא גם משתתפת ישירות בעיצוב התנהגות.

ממצא ראוי לציון נוסף היה פעילות גנים בלתי צפויה בתוך הנוירובוט, כולל גנים הקשורים לעיבוד חזותי ותאים רגישים לאור. ממצא זה, מדענים מעלים את האפשרות שנוירובוטים יוכלו להגיב מאוחר יותר לאור. למרות שעדיין בשלביו הראשונים, מחקר זה בוחן בהדרגה כיצד תאים חיים יכולים לארגן את עצמם למבנים פונקציונליים, ופותח דרכים חדשות בביוטכנולוגיה.

מקור: https://baoquocte.vn/neurobot-va-buoc-tien-moi-cua-sinh-hoc-tu-to-chuc-385273.html