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| 染色されたニューロボットモデルは、周囲に繊毛細胞、中央に神経線維を示している。（出典： Advanced Science） |
ドイツの学術誌「Advanced Science」に掲載された新たな研究によると、 科学者たちは生物がどのようにして機能的な生命構造を作り出すのかを理解する上で、また一歩前進したことが明らかになった。この研究の焦点は、カエルの細胞から作られ、神経細胞を組み込んだ微小なバイオロボットであるニューロボットだ。これらは、神経成分を欠いていた以前のバイオロボットであるゼノボットから発展したものである。
そこで、2020年にタフツ大学（米国）の研究者たちは、カエルの細胞を用いてゼノボットを作製した。ゼノボットとは、水中を移動し、自己修復を行い、さらには個々の細胞を組み立てて新たなゼノボットを形成できる微細な生体構造体である。この成果を基に、タフツ大学とワイス研究所（米国）の研究チームは、これらの構造体にニューロンを導入して何が起こるかを調べる実験を続けた。こうして誕生したのがニューロボットである。
研究チームは、これは細胞群が不利な条件下でどのように自己組織化して複雑な構造を形成するのかを解明するための、より大規模な取り組みの一環であると述べた。得られた知見は、合成生物学や再生医療に役立つ可能性がある。
ゼノボットを作製するために、科学者たちはアフリカツメガエル（Xenopus laevis）の初期胚から採取した細胞を用いた。皮膚前駆細胞を分離して培養皿に置くと、それらは自発的に小さな丸い毛状の構造体へと集合し、水中を泳ぐことができた。これらの構造体は完全に生物由来であり、足場や遺伝子操作を必要とせず、自己修復能力を持ち、元の胚細胞に蓄えられた栄養素のおかげで約9～10日間生存することができる。
研究チームは、ニューロボットの形成過程で、神経前駆細胞のクラスターをバイオボットの中心部に移植した。これらの細胞はその後成熟し、軸索と樹状突起を発達させた。顕微鏡観察の結果、ニューロボットは自然な神経系の主要な特徴を形成していることが明らかになった。研究者らはまた、これらの細胞が単純な神経ネットワーク内で機能できることも確認した。
ニューロンを持たないバイオボットと比較して、ニューロボットは一般的に大きく細長く、より複雑な運動パターンを示す。脳活動に影響を与える薬剤に曝露されると、ニューロボットは典型的なバイオボットとは異なる動きを見せる。これは、新たに形成された神経ネットワークが構造的に存在するだけでなく、行動の形成に直接的に関与していることを示唆している。
もう一つ注目すべき発見は、ニューロボット内部で予期せぬ遺伝子活性が認められたことであり、これには視覚処理や光感受性細胞に関連する遺伝子が含まれていた。このことから、科学者たちはニューロボットが将来的に光に反応する可能性を示唆している。この研究はまだ初期段階ではあるものの、生細胞がどのように機能的な構造へと自己組織化していくのかを徐々に解明しつつあり、バイオテクノロジーにおける新たな道を切り開いている。
出典：https://baoquocte.vn/neurobot-va-buoc-tien-moi-cua-sinh-hoc-tu-to-chuc-385273.html
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