使用模仿生命本身生化过程的技术制造人造生命形式

2019-08-05 15:07:36    来源:    作者:

很长一段时间以来,很多人都梦想建造出像人类一样的机器人。毕竟,有一个原因是来自娱乐和文化的最受欢迎的机器人 - 例如星球大战的 C3PO ,或者星际迷航的数据- 都是如此人性化。

但是,如果可以使用模仿生命本身生化过程的技术制造人造生命形式,而不是用电池,中央处理单元,伺服系统和液压接头来构建它们?

中国上海交通大学的一个团队可能刚刚采取了第一步,使用基于DNA的材料进行循环或生长,并通过模拟生物代谢过程中的过程来腐烂。

Shogo Hamada及其同事在一篇发表在“ 科学机器人 ”杂志上的论文中报告了他们发明了一种系统,他们称之为基于DNA的装配和合成分层材料,或DASH。他们将其描述为“动态生物材料的自下而上构造,代表不可逆生物合成和耗散组装过程的组合”。

研究人员从两种混合物开始,这些混合物表现为微流体,能够在狭窄的空间和狭窄的通道中移动而不会有外力作用于它们。第一种具有组装DNA结构所需的成分,另一种具有降解它们所需的成分。

DASH工作人员将每种混合物注入微观腔室。共聚焦荧光显微镜和扫描电子显微镜显示,自生DNA已经形成,以与生物代谢相同的定向,逐步的方式填充腔室。

随着新结构的形成,结构随后退化。液体混合物非常像活细胞,因为它形成并分解材料以保持其自身及其宿主生物体的功能。

DASH材料在一段固定时间后退化,然后再次再生,在其自身蒸汽下重新开始循环两次。

虽然它确实非常逼真,但DASH DNA与真正的生物DNA之间的区别在于前者可以按照设计师认为合适的程序进行编程。

通过使用通过混合室中的通道和障碍物的不同路径,或通过调整成分,可以引导DASH像粘液模具一样移动。在结构的一端生长的DNA可以被破坏,因为在另一端产生新鲜材料,使得整体有效地沿着表面爬行。

Hamada及其同事认为结果是生物工程机器,具有紧急再生和运动行为。

结合足够的人工代谢“细胞”来构建人类生物工程机器人可能还有很长的路要走。

然而,已经存在可以应用DASH的区域,例如用于个性化医疗的混合纳米材料的开发。

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