人間の細胞から生まれた生きたロボットが研究者を驚かせる

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科学者たちは、将来的には動き、傷や損傷した組織の治癒を助けることができる小さな生きたロボットを人間の細胞から作ります。

人間の細胞から生まれた生きたロボットが研究者を驚かせる — ロボットの運動原理。ビデオ： *Phys.org*

タフツ大学とハーバード大学ヴィース研究所のチームは、この新しいロボットを「アントロボット」と名付けました。このロボットは、アフリカツメガエル（ Xenopus laevis ）の胚から採取した幹細胞から、世界初の生体ロボット「ゼノボット」を開発したチームメンバーによる先行研究を基盤としています。タフツ大学文理学部の生物学教授マイケル・レビン氏らは、この新たな研究を11月30日付のAdvanced Science誌に発表しました。

研究者たちは、様々な年齢と性別の匿名ドナー数名の気管から採取した成人ヒト細胞を使用しました。タフツ大学のポスドク研究員であるギゼム・グムスカヤ氏によると、これらの細胞を選んだのは、新型コロナウイルス感染症の流行後、比較的アクセスが容易だったことと、細胞に運動性を与えると考えられる特性があったためです。気管細胞は、前後に動く毛のような繊毛で覆われています。この繊毛は、気道に入り込む微粒子を気管細胞が押し出すのに役立ちます。これまでの研究では、これらの細胞がオルガノイド（科学分野で広く用いられる細胞塊）を形成できることが示されています。

グムスカヤ氏は気管細胞の成長条件の化学組成を実験し、オルガノイドが繊毛に沿って外側に成長するように促す方法を発見した。適切な基質を見つけると、繊毛がパドルのように機能し、オルガノイドは数日以内に移動できるようになった。「1日目から6日目までは何も起こりませんでした。7日目頃に急速な変化が見られました。まるで花が咲いたかのようでした。繊毛が飛び出し、外側に向いたのです。私たちの方法では、それぞれのロボットは単一の細胞から成長します」とグムスカヤ氏は説明する。

この自己組織化メカニズムこそが、このロボットのユニークな点です。他の科学者も生物ロボットを作製していますが、それらは型を作り細胞を移植するなど、手作業で作製しなければなりません。一方、アントロボットは違います。球形で繊毛に覆われているものもあれば、ボール型で不規則な繊毛に覆われているものもあります。動き方も様々で、まっすぐ歩くものもあれば、小さな円を描いて動くものもあり、静止したまま揺れ動くものも少なくありません。実験室環境では最大60日間生存します。

最新の研究で説明されている実験はまだ初期段階ですが、アントロボが医療に応用できるかどうかを理解することが目標です。研究チームは、アントロボが培養皿で培養されたヒトのニューロンの上を這い、損傷を模倣するために「引っ掻く」ことができるかどうかを検証しました。研究チームは、アントロボがニューロンの損傷部位の成長を促進することを発見し、驚きました。ただし、治癒のメカニズムはまだ解明されていません。

フライブルク大学フライブルク相互作用材料・バイオテクノロジーセンターの研究者であるファルク・タウバー氏は、この研究はバイオロボットを様々な機能に活用するための将来的な取り組みの基盤を提供するものだと述べた。患者自身の細胞からバイオロボットを作製できるという能力は、研究室だけでなく、最終的には人体への応用も含め、幅広い応用の可能性を示唆しているという。

レビン氏によると、アントロボットは倫理的または安全上の懸念を引き起こすことはない。人間の胚から作られたわけでも、遺伝子組み換えされたわけでもない。特殊な環境以外では生存できず、寿命はわずか数週間で、生分解性があるようだ。

アン・カン（ CNNによると）

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