La biotecnología trae, una vez más, la ciencia ficción al mundo real. Los sorprendentes xenobots son una prueba indudable de ello. ¿Qué son? Organismos simples de un milímetro con funciones personalizadas. Se crearon a partir de bloques de construcción biológicos específicos basados en un algoritmo evolutivo. Máquinas biológicas.
Joshua Bongard es experto en informática y robótica de la Universidad de Vermont (EE UU). Es coautor de la investigación que se publica en la revista PNAS junto al estudiante Sam Kriegman. Los ‘xenobots’ reutilizan células vivas obtenidas de embriones de rana de uñas africanas (Xenopus laevis).
Las nuevas máquinas vivas fueron diseñadas en una supercomputadora de la Universidad de Vermont. Luego se ensamblaron por biólogos en la Universidad de Tufts (también en EEUU). Son las primeras máquinas completamente biológicas diseñadas desde cero.
Estos biobots podrían buscar compuestos desagradables o contaminación radiactiva. Recolectarían microplásticos en los océanos. Pueden viajar en arterias para la administrar fármacos, entre otros.
Jugando a ser Dios
Los científicos utilizaron un algoritmo evolutivo para crear miles de diseños candidatos para las nuevas formas de vida. El ordenador ensambló una y otra vez cientos de células simuladas. Querían probar algo: si podían moverse en una dirección concreta predeterminada.
Los organismos simulados más exitosos se mantuvieron y refinaron. Se seleccionaron los diseños más prometedores para la prueba.
El equipo de la Universidad de Tufts transfirió los diseños in silico a la vida. Recolectaron células madre de los embriones de las ranas (células de la piel y otras cardíacas). Luego se separaron en células individuales y se dejaron incubar. Después, usando unas pinzas diminutas y un electrodo, las células se cortaron y unieron bajo un microscopio en una aproximación cercana de los diseños especificados por la computadora.
Ensambladas en formas corporales nunca vistas en la naturaleza, las células comenzaron a trabajar juntas. Las de la piel formaron una arquitectura más pasiva. Las contracciones aleatorias de las células del músculo cardíaco creaban un movimiento ordenado hacia adelante. Se ayudaba por patrones espontáneos de autoorganización. Esto permitió a los robots moverse por sí mismos.
Movéndose hacia adelante
Estos organismos reconfigurables pueden moverse de manera coherente. Exploran su entorno acuoso durante días o semanas, impulsados por depósitos de energía embrionaria. Sin embargo, si se volcaban estos fallaban.
Las pruebas posteriores mostraron que un grupo de los sorprendentes xenobots podrían moverse en círculos hacia una posición central de forma espontánea y colectiva. Otros fueron construidos con un agujero en el centro para reducir la resistencia. En las versiones simuladas, este agujero se reutilizó como una bolsa para transportar con éxito un objeto.
La mayoría de las máquinas actuales están fabricadas a partir de materiales como el acero, el hormigón o el plástico. Pero estas tecnologías son susceptibles de crear problemas ecológicos y de salud.
Las ventajas de lo biológico
“La desventaja del tejido vivo es que es débil y se degrada. Por eso usamos acero. Pero los organismos tienen 4.500 millones de años de práctica para regenerarse y continuar durante décadas”, indica el investigador. Además, una vez que mueren, se desintegran sin causar daño.
Estas máquinas orgánicas son capaces de regenerarse si sufren un corte. En los experimentos, los científicos cortaron los sorprendentes xenobots casi por la mitad y estos se recomponían y continuaban. “Esto es algo que no puedes hacer con las máquinas ordinarias”, señalan.
Sí, la ciencia ficción aterriza otra vez en nuestro patio.
