متنوع

ينشئ المهندسون مادة جديدة تتصرف مثل نموذج الحياة

ينشئ المهندسون مادة جديدة تتصرف مثل نموذج الحياة

ابتكرت مجموعة من العلماء في جامعة كورنيل مادة نابضة بالحياة تدعمها عملية التمثيل الغذائي الاصطناعي. لا تخطئ ، فنحن نتحدث عن الآلات ، وليس الكائنات الحية ، كما أوضح البروفيسور دان لو من كلية كورنيل للزراعة وعلوم الحياة لكورنيل كرونيكل:

"نحن نقدم مفهومًا جديدًا لمادة نابضة بالحياة مدعومًا بعملية الأيض الاصطناعي الخاصة به. نحن لا نصنع شيئًا على قيد الحياة ، ولكننا نصنع مواد أكثر واقعية من أي وقت مضى."

اندفاع

في حين أن الحمض النووي هو مادة وراثية ، فهو أيضًا بوليمر يمكن تحويله وتعديله. هذا ما فعله العلماء ، باستخدام التجميع والتركيب المعتمد على الحمض النووي للمواد الهرمية (DASH) لتحقيق مادة DNA اصطناعية معينة ذات قدرات واقعية.

ذات صلة: خشب واضح: مادة جديدة يمكن أن تحل محل الزجاج

في ورقة نشرت فيعلوم الروبوتات في وقت سابق من هذا الشهر قدموا كل تفاصيل هذه القفزة العملاقة للهندسة. يجب أن تحاكي الآلات النابضة بالحياة ، كما يوحي اسمها ، الحياة أو سلوك الكائنات الحية. جميع الكائنات الحية هي أنظمة مصممة جيدًا للاستدامة الذاتية. يحدث ذلك من خلال التخليق الحيوي والتحلل البيولوجي ، وتكوين خلايا جديدة واضمحلال الخلايا القديمة.

صنع آلات ديناميكية من الجزيئات الحيوية

ابتكر فريق العلماء في كورنيل مادة حيوية على المقياس النانوي (التسلسل الأساسي صغير للغاية ، 55 بذرة نيوكليوتيد) والتي يمكن أن تظهر بشكل مستقل في البوليمرات ثم حتى إلى أشكال متوسطة الحجم. تضاعفت جزيئات الحمض النووي عدة مرات ووصل حجمها في النهاية إلى بضعة ملليمترات.

بعد ذلك ، تم حقن سائل خاص في جهاز ميكروفلويديك يوفر الطاقة ولبنات البناء الأساسية للتخليق الحيوي. بمساعدة هذا الحل ، قام الحمض النووي بتكوين خيوط جديدة. نمت الواجهة الأمامية للمادة ، بينما تدهور الذيل.

من السهل تخيل هذه الحركة الأساسية إذا فكرت في الطريقة التي تتحرك بها قوالب الوحل.

تسابق في معمل الهندسة الحيوية وما بعده

سمحت قدرة القاطرة المذكورة أعلاه للآلات الحيوية للعلماء على تسابقهم ضد بعضهم البعض ، على غرار قالبين يتنافسان لإنهاء القرنبيط في ثلاجتك.

قال شوجو هامادا ، المحاضر والباحث المشارك في جامعة كورنيل: "حتى من خلال التصميم البسيط ، تمكنا من خلق سلوكيات متطورة مثل السباقات. الأيض الاصطناعي يمكن أن يفتح آفاقًا جديدة في مجال الروبوتات". "لا تزال التصاميم بدائية ، لكنها أظهرت طريقًا جديدًا لإنشاء آلات ديناميكية من الجزيئات الحيوية. نحن في الخطوة الأولى لبناء روبوتات نابضة بالحياة من خلال التمثيل الغذائي الاصطناعي."

يعمل الباحثون الآن على برمجة المواد بحيث تكون قادرة على التعرف على المحفزات المختلفة ، وأكثر من ذلك ، يريدون أن تكون قادرة على التمييز بين الأشياء المختلفة بشكل مستقل. تخيل آلة مبرمجة تشبه الكائن الحي تقوم ببناء نفسها وقادرة على تجنب الأذى أثناء البحث عن الأشياء التي تحتاجها ، مثل الطعام.

قد تبدو هذه الأهداف مستقبلية ، لكن البروفيسور لو متفائل عندما أشار إلى أن الابتكار الرئيسي وراء كل ذلك هو التمثيل الغذائي المبرمج للآلة ، وبعد ذلك قد تأخذها الآلة من هنا.

وقال لو "كل شيء من قدرته على التحرك والمنافسة ، كل هذه العمليات قائمة بذاتها. لا يوجد تدخل خارجي".


شاهد الفيديو: طريقة عمل فرد الشعر للرجال (شهر اكتوبر 2021).