Tạo thành từ tế bào gốc của ếch móng Châu Phi (pháp danh Xenopus laevis), số đo bề ngang xenobot chỉ chưa đầy một milimet. Chúng lần đầu tiên được công bố hồi năm 2020, trong một thí nghiệm chứng minh khả năng tự di chuyển, hợp tác với các cá thể khác và tự hồi phục.
Trong báo cáo nghiên cứu mới, các nhà khoa học tại Đại học Vermont, Đại học Tufts và viện nghiên cứu thuộc Đại học Harvard phát hiện ra một kiểu sinh sản sinh học chưa từng xuất hiện trên dạng sống nào mà khoa học biết tới. Giáo sư sinh học, đồng tác giả nghiên cứu mới Michael Levin bất ngờ trước phát hiện mới.
“Ếch sở hữu cách thức sinh sản riêng nhưng khi bạn … tách tế bào khỏi phôi, bạn tạo cơ hội cho chúng tự tìm cách sinh trưởng trong môi trường mới. Chúng không chỉ tìm ra cách tự di chuyển, và có vẻ còn tìm ra cách sinh sản mới”.
Robot, hay là dạng sống?
Tế bào gốc là những tế bào không có chức năng cụ thể, có khả năng phát triển thành một dạng tế bào khác. Để chế tạo xenobot, các nhà nghiên cứu cạo tế bào gốc sống từ bào thai của ếch và để chúng tự sinh trưởng. Gen được giữ nguyên trạng thái nguyên bản.
“Đa số chúng ta nghĩ robot cấu thành từ kim loại và gốm, nhưng định nghĩa robot tới từ hành động của nó, là vận hành thay thế con người”, Josh Bongard, giáo sư ngành khoa học máy tính và chuyên gia robot công tác tại Đại học Vermont, nhận định.
“Hiểu theo cách đó, nó vừa là robot, lại vừa rõ ràng là một dạng sống có cấu tạo từ tế bào ếch không có biến đổi về gen”.
Theo lời ông Bongard, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra khả năng nhân bản của các xenobot, sinh vật có hình cầu được làm từ 3.000 tế bào. Tuy nhiên, quá trình sinh sôi chỉ diễn ra trong điều kiện nhất định. Các xenobot sử dụng kỹ thuật “kinetic replication” (tạm dịch là tái tạo động lực), một quá trình diễn ra ở mức phân tử nhưng chưa từng thấy xuất hiện ở quy mô tế bào, trên dạng sống.
Với sự trợ giúp của trí tuệ nhân tạo, các nhà nghiên cứu thử nghiệm hàng tỷ cấu trúc cơ thể khác nhau của xenobot, nhằm tìm ra hình dạng nào sẽ tái tạo động lực hiệu quả nhất. Siêu máy tính luận ra một dạng hình chữ C tương tự như hình Pac-Man (:v), một nhân vật nổi tiếng trong trò chơi điện tử cùng tên. Trong đĩa petri, các tế bào gốc nhỏ xíu gom hàng trăm tế bào vào “miệng” của nó thành một khối, để rồi tạo thành xenobot mới sau vài ngày.
“Trí tuệ nhân tạo không lập trình những cỗ máy bé xíu này theo cách chúng ta vẫn viết ngôn ngữ lập trình. Nó định hình, tạo tác và tìm ra dạng Pac-Man này”, ông Bongard nói. “Về cơ bản, hình dáng này chính là chương trình máy tính. Hình dáng của nó ảnh hưởng tới hành vi của xenobot, đồng thời khuếch đại quá trình phát triển đáng ngạc nhiên”.
Công nghệ xenobot này vẫn còn rất mới, có thể so được với một chiếc máy tính trong bối cảnh thập niên 40, khi không có ứng dụng thực tế nào. Tuy nhiên, cách thức các phân tử sinh học liên kết với trí tuệ nhân tạo có thể được ứng dụng vào nhiều mô hình, nhiều môi trường nghiên cứu. Các nhà khoa học đang nghĩ tới việc thu thập vi nhựa trong đại dương hay thuốc hồi phục.
Để xoa dịu các nỗi lo xoay quanh khái niệm công nghệ tự nhân bản, các nhà nghiên cứu khẳng định các dạng sống này được kiểm soát chặt chẽ trong phòng thí nghiệm, đồng thời dễ bị tiêu hủy. Chúng đều là những sinh vật phân hủy được, mọi quá trình liên quan đều được giám sát bởi các chuyên gia nhân đạo.
“Sẽ có hàng ngàn khả năng khả thi nếu ta tận dụng được tính linh hoạt, cũng như khả năng của tế bào mới vào giải quyết vấn đề”, ông Bongard nhận định.
Nghiên cứu được góp vốn một phần bởi Cơ quan Các dự án Nghiên cứu Phòng thủ Tiên tiến (DARPA), và đã được đăng tải trên tạp chí khoa học PNAS hồi đầu tuần.
