দল প্রথম জীবন্ত রোবট তৈরি করে যা পুনরুৎপাদন করতে পারে

দল প্রথম জীবন্ত রোবট তৈরি করে যা পুনরুৎপাদন করতে পারে

এআই-পরিকল্পিত (সি-আকৃতির) জীবগুলি তাদের পরিবেশের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় আলগা স্টেম সেল (সাদা) স্তূপে ঠেলে দেয়। ক্রেডিট: ডগলাস ব্ল্যাকিস্টন এবং স্যাম ক্রিগম্যান

জোশুয়া ব্রাউন, ভার্মন্ট কমিউনিকেশনস বিশ্ববিদ্যালয় দ্বারা

টিকে থাকার জন্য, জীবনকে পুনরুত্পাদন করতে হবে। বিলিয়ন বিলিয়ন বছর ধরে, জীবগুলি প্রতিলিপি করার অনেক উপায় বিকশিত করেছে, উদীয়মান উদ্ভিদ থেকে যৌন প্রাণী থেকে ভাইরাস আক্রমণ করা পর্যন্ত।

এখন ভার্মন্ট ইউনিভার্সিটি, টাফ্টস ইউনিভার্সিটি এবং হার্ভার্ড ইউনিভার্সিটির Wyss ইনস্টিটিউট ফর জৈবিকভাবে অনুপ্রাণিত ইঞ্জিনিয়ারিং-এর বিজ্ঞানীরা জৈবিক প্রজননের একটি সম্পূর্ণ নতুন রূপ আবিষ্কার করেছেন-এবং তাদের আবিষ্কারকে প্রথম-প্রথম, স্ব-প্রতিলিপিকারী জীবন্ত রোবট তৈরি করতে প্রয়োগ করেছেন।

যে দলটি প্রথম জীবন্ত রোবট তৈরি করেছিল (“জেনোবটস,” ব্যাঙের কোষ থেকে একত্রিত হয়েছিল—২০২০ সালে রিপোর্ট করা হয়েছিল) আবিষ্কার করেছে যে এই কম্পিউটার-ডিজাইন করা এবং হাতে একত্রিত জীবগুলি তাদের ক্ষুদ্র থালায় সাঁতার কাটতে পারে, একক কোষ খুঁজে পেতে পারে, শত শত সংগ্রহ করতে পারে। তারা একসাথে, এবং তাদের প্যাক-ম্যান-আকৃতির “মুখ”-এর ভিতরে “শিশু” জেনোবটগুলিকে একত্রিত করে – যা, কিছু দিন পরে, নতুন জেনোবট হয়ে ওঠে যা দেখতে এবং নিজেদের মতোই নড়াচড়া করে।

এবং তারপরে এই নতুন জেনোবটগুলি বেরিয়ে যেতে পারে, কোষগুলি খুঁজে বের করতে পারে এবং নিজেদের কপি তৈরি করতে পারে। বারে বারে.

“সঠিক ডিজাইনের সাথে – তারা স্বতঃস্ফূর্তভাবে স্ব-প্রতিলিপি তৈরি করবে,” বলেছেন জোশুয়া বোনগার্ড, পিএইচডি, ভার্মন্ট বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন কম্পিউটার বিজ্ঞানী এবং রোবোটিক্স বিশেষজ্ঞ যিনি নতুন গবেষণার সহ-নেতৃত্ব করেছেন৷

নতুন গবেষণার ফলাফল প্রকাশ করা হয় ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেসের কার্যধারা.

অজানা মধ্যে

জেনোপাস লেভিস ব্যাঙ, এই ভ্রূণের কোষগুলি ত্বকে বিকশিত হবে। “তারা একটি ট্যাডপোলের বাইরে বসে থাকবে, প্যাথোজেনগুলি বের করে রাখবে এবং শ্লেষ্মা পুনরায় বিতরণ করবে,” বলেছেন মাইকেল লেভিন, পিএইচডি, জীববিজ্ঞানের অধ্যাপক এবং টাফ্টস বিশ্ববিদ্যালয়ের অ্যালেন ডিসকভারি সেন্টারের পরিচালক এবং নতুন সহ-নেতা গবেষণা “কিন্তু আমরা সেগুলোকে একটি অভিনব প্রেক্ষাপটে রাখছি। আমরা তাদের বহুকোষীত্বকে নতুন করে কল্পনা করার সুযোগ দিচ্ছি।” লেভিন Wyss ইনস্টিটিউটের একজন সহযোগী ফ্যাকাল্টি সদস্যও।

প্যাক-ম্যান-আকৃতির জেনোবট “পিতামাতারা” তাদের পরিবেশের চারপাশে চলাফেরা করার সাথে সাথে, তারা তাদের “মুখে” আলগা স্টেম সেল সংগ্রহ করে যা সময়ের সাথে সাথে “সন্তান” জেনোবট তৈরি করতে একত্রিত হয় যা তাদের নির্মাতাদের মতো দেখতে বিকাশ করে। ক্রেডিট: ডগ ব্ল্যাকিস্টন এবং স্যাম ক্রিগম্যান

এবং তারা যা কল্পনা করে তা ত্বকের চেয়ে অনেক আলাদা। “লোকেরা দীর্ঘকাল ধরে ভেবেছিল যে আমরা জীবন পুনরুত্পাদন বা প্রতিলিপি করতে পারে এমন সমস্ত উপায় নিয়ে কাজ করেছি। কিন্তু এটি এমন কিছু যা আগে কখনও দেখা যায়নি,” বলেছেন সহ-লেখক ডগলাস ব্ল্যাকস্টন, পিএইচডি, টাফ্টস ইউনিভার্সিটির সিনিয়র বিজ্ঞানী এবং উইস ইনস্টিটিউট যিনি জেনোবট “পিতামাতাদের” একত্রিত করেছেন এবং নতুন গবেষণার জৈবিক অংশ তৈরি করেছেন৷

“এটি গভীর,” লেভিন বলেছেন। “এই কোষগুলিতে একটি ব্যাঙের জিনোম রয়েছে, কিন্তু, ট্যাডপোল হওয়া থেকে মুক্ত, তারা তাদের যৌথ বুদ্ধিমত্তা, একটি প্লাস্টিকতা, আশ্চর্যজনক কিছু করতে ব্যবহার করে।” পূর্ববর্তী পরীক্ষাগুলিতে, বিজ্ঞানীরা অবাক হয়েছিলেন যে জেনোবটগুলি সাধারণ কাজগুলি অর্জনের জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে। এখন তারা হতবাক যে এই জৈবিক বস্তুগুলি – কোষগুলির একটি কম্পিউটার-পরিকল্পিত সংগ্রহ – স্বতঃস্ফূর্তভাবে প্রতিলিপি তৈরি করবে। “আমাদের কাছে সম্পূর্ণ, অপরিবর্তিত ব্যাঙের জিনোম আছে,” লেভিন বলেছেন, “কিন্তু এটি কোনও ইঙ্গিত দেয়নি যে এই কোষগুলি এই নতুন টাস্কে একসাথে কাজ করতে পারে,” আলাদা করা কোষগুলিকে একত্রিত করা এবং তারপরে কাজ করা স্ব-কপিগুলিতে সংকুচিত করা।

“এগুলি ব্যাঙ কোষগুলি এমনভাবে প্রতিলিপি করে যা ব্যাঙগুলি কীভাবে করে তার থেকে খুব আলাদা। বিজ্ঞানের কাছে পরিচিত কোনো প্রাণী বা উদ্ভিদ এইভাবে প্রতিলিপি করে না,” বলেছেন স্যাম ক্রিগম্যান, পিএইচডি, নতুন গবেষণার প্রধান লেখক, যিনি তার পিএইচডি সম্পন্ন করেছেন। UVM-এ Bongard-এর ল্যাবে এবং এখন Tuft’s Allen Center এবং Harvard University’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering-এর পোস্ট-ডক্টরাল গবেষক।

নিজে থেকেই, জেনোবট প্যারেন্ট, প্রায় 3,000 কোষ দিয়ে তৈরি, একটি গোলক গঠন করে। “এগুলি শিশু তৈরি করতে পারে তবে তারপরে সিস্টেমটি সাধারণত শেষ হয়ে যায়। সিস্টেমটি পুনরুত্পাদন চালিয়ে যাওয়া খুব কঠিন, আসলে, “ক্রিগম্যান বলেছেন। কিন্তু ইউভিএম-এর ভার্মন্ট অ্যাডভান্সড কম্পিউটিং কোরে ডিপ গ্রিন সুপার কম্পিউটার ক্লাস্টারে কাজ করা একটি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা প্রোগ্রামের সাহায্যে, একটি বিবর্তনীয় অ্যালগরিদম কোটি কোটি শরীরের আকার সিমুলেশন-ত্রিভুজ, বর্গক্ষেত্র, পিরামিড, স্টারফিশ-এ পরীক্ষা করতে সক্ষম হয়েছিল- যা কোষকে অনুমতি দেয়। নতুন গবেষণায় রিপোর্ট করা গতি-ভিত্তিক “কাইনেমেটিক” প্রতিলিপিতে আরও কার্যকর হতে হবে।

“আমরা UVM-এর সুপারকম্পিউটারকে প্রাথমিক পিতামাতার আকৃতিটি কীভাবে সামঞ্জস্য করতে হয় তা বের করতে বলেছিলাম, এবং AI কয়েক মাস দূরে থাকার পর কিছু অদ্ভুত ডিজাইন নিয়ে এসেছিল, যার মধ্যে প্যাক-ম্যানের মতো ছিল,” ক্রিগম্যান বলেছেন। “এটি খুব অ স্বজ্ঞাত. এটি দেখতে খুব সহজ, কিন্তু এটি এমন কিছু নয় যা একজন মানব প্রকৌশলী নিয়ে আসবে। কেন একটি ছোট মুখ? কেন পাঁচ নয়? আমরা ডগকে ফলাফল পাঠিয়েছিলাম এবং তিনি এই প্যাক-ম্যান-আকৃতির প্যারেন্ট জেনোবট তৈরি করেছিলেন। তারপর সেই বাবা-মায়েরা বাচ্চাদের তৈরি করেছেন, যারা নাতি-নাতনি তৈরি করেছেন, যারা নাতি-নাতনি তৈরি করেছেন, যারা নাতি-নাতনি তৈরি করেছেন। অন্য কথায়, সঠিক নকশা প্রজন্মের সংখ্যাকে ব্যাপকভাবে প্রসারিত করেছে।

কাইনেমেটিক প্রতিলিপি অণুর স্তরে সুপরিচিত-কিন্তু সমগ্র কোষ বা জীবের স্কেলে এটি আগে কখনও দেখা যায়নি।

স্টেম সেলের পাশে একটি এআই-ডিজাইন করা “পিতামাতা” জীব (সি আকৃতি; লাল) যা একটি বলের (“সন্তান”; সবুজ) মধ্যে সংকুচিত হয়েছে। ক্রেডিট: ডগলাস ব্ল্যাকিস্টন এবং স্যাম ক্রিগম্যান

“আমরা আবিষ্কার করেছি যে জীব, বা জীবন্ত সিস্টেমের মধ্যে এই পূর্বে অজানা স্থান আছে, এবং এটি একটি বিশাল স্থান,” বোনগার্ড বলেছেন। “তাহলে আমরা কীভাবে সেই স্থানটি অন্বেষণ করব? আমরা Xenobots খুঁজে পেয়েছি যে হাঁটা. আমরা সাঁতার কাটা জেনোবট খুঁজে পেয়েছি। এবং এখন, এই গবেষণায়, আমরা জেনোবট খুঁজে পেয়েছি যেগুলি গতিশীলভাবে প্রতিলিপি করে। কি কি আছে?”

বা, যেমন বিজ্ঞানীরা লেখেন ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেসের কার্যধারা অধ্যয়ন: “জীবন পৃষ্ঠের ঠিক নীচে আশ্চর্যজনক আচরণগুলিকে আশ্রয় করে, উন্মোচিত হওয়ার অপেক্ষায়।”

ঝুঁকি সাড়া

কিছু লোক এটিকে আনন্দদায়ক বলে মনে করতে পারে। অন্যরা উদ্বেগ বা এমনকি সন্ত্রাসের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখাতে পারে, একটি স্ব-প্রতিলিপিকারী জৈবপ্রযুক্তির ধারণার প্রতি। বিজ্ঞানীদের দলের জন্য, লক্ষ্য গভীর বোঝার.

“আমরা এই সম্পত্তি বুঝতে কাজ করছি: প্রতিলিপি. বিশ্ব এবং প্রযুক্তি দ্রুত পরিবর্তন হচ্ছে। এটি গুরুত্বপূর্ণ, সামগ্রিকভাবে সমাজের জন্য, আমরা অধ্যয়ন করি এবং বুঝতে পারি যে এটি কীভাবে কাজ করে, “বোনগার্ড বলেছেন। এই মিলিমিটার আকারের জীবন্ত যন্ত্রগুলি, সম্পূর্ণরূপে একটি পরীক্ষাগারে রয়েছে, সহজেই নিভে যায় এবং ফেডারেল, রাজ্য এবং প্রাতিষ্ঠানিক নৈতিকতা বিশেষজ্ঞদের দ্বারা যাচাই করা হয়, “আমাকে রাতে জাগিয়ে রাখে এমন নয়৷ যা ঝুঁকি উপস্থাপন করে তা হল পরবর্তী মহামারী; দূষণ থেকে বাস্তুতন্ত্রের ক্ষতি ত্বরান্বিত করা; জলবায়ু পরিবর্তন থেকে হুমকি তীব্রতর করা,” বলেছেন UVM এর বনগার্ড। “এটি একটি আদর্শ ব্যবস্থা যেখানে স্ব-প্রতিলিপি সিস্টেমগুলি অধ্যয়ন করা যায়। কোন পরিস্থিতিতে আমরা এটিকে নিয়ন্ত্রণ করতে পারি, এটি পরিচালনা করতে পারি, এটি কমাতে পারি, অতিরঞ্জিত করতে পারি তা বোঝার জন্য আমাদের একটি নৈতিক আবশ্যকতা রয়েছে।”

বনগার্ড কোভিড মহামারী এবং একটি ভ্যাকসিনের সন্ধানের দিকে ইঙ্গিত করেছেন। “আমরা যে গতিতে সমাধান তৈরি করতে পারি তা গভীরভাবে গুরুত্বপূর্ণ। যদি আমরা প্রযুক্তির বিকাশ করতে পারি, জেনোবটস থেকে শিখে, যেখানে আমরা দ্রুত এআইকে বলতে পারি: ‘আমাদের একটি জৈবিক সরঞ্জাম দরকার যা X এবং Y করে এবং জেডকে দমন করে,’ – এটি খুব উপকারী হতে পারে। আজ, এটি একটি অত্যন্ত দীর্ঘ সময় নেয়।” বোনগার্ড বলেছেন, এই দলটির লক্ষ্য হচ্ছে মানুষ কত দ্রুত সমস্যা শনাক্ত করা থেকে শুরু করে সমাধান তৈরির দিকে এগিয়ে যেতে পারে—”যেমন জলপথ থেকে মাইক্রোপ্লাস্টিক বের করে আনতে বা নতুন ওষুধ তৈরি করার জন্য জীবন্ত মেশিন স্থাপন করা”।

“আমাদের প্রযুক্তিগত সমাধানগুলি তৈরি করতে হবে যা আমরা যে চ্যালেঞ্জগুলির মুখোমুখি হই সেই হারে বৃদ্ধি পায়,” বোনগার্ড বলেছেন।

এবং দলটি পুনর্জন্মের ওষুধের দিকে অগ্রগতির জন্য গবেষণায় প্রতিশ্রুতি দেখে। লেভিন বলেন, “যদি আমরা জানতাম কিভাবে কোষের সংগ্রহকে আমরা যা করতে চেয়েছিলাম তা করতে বলতে হয়, শেষ পর্যন্ত, এটি পুনরুত্পাদনকারী ওষুধ – এটি আঘাতজনিত আঘাত, জন্মগত ত্রুটি, ক্যান্সার এবং বার্ধক্যের সমাধান,” লেভিন বলেছেন। “এই সমস্ত বিভিন্ন সমস্যা এখানে কারণ আমরা জানি না কিভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করা যায় এবং কোন গোষ্ঠী কোষ তৈরি করতে যাচ্ছে তা নিয়ন্ত্রণ করতে হয়। জেনোবটস আমাদের শেখানোর জন্য একটি নতুন প্ল্যাটফর্ম।”

জেনোবটসের পিছনের বিজ্ঞানীরা তাদের গবেষণার সর্বশেষ উন্নয়ন নিয়ে আলোচনা করতে 1 ডিসেম্বর, 2021-এ একটি লাইভ প্যানেল আলোচনায় অংশ নিয়েছিলেন। ক্রেডিট: হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের Wyss ইনস্টিটিউট

ট্যাগ: জৈব-অনুপ্রাণিত, সি-রিসার্চ-ইনোভেশন, মাইক্রো


Wyss ইনস্টিটিউট জৈব অনুপ্রাণিত উপকরণ এবং ডিভাইসগুলি বিকাশ করতে প্রকৃতির নকশা নীতিগুলি ব্যবহার করে যা ওষুধকে রূপান্তরিত করবে এবং আরও টেকসই বিশ্ব তৈরি করবে।

Wyss ইনস্টিটিউট জৈব অনুপ্রাণিত উপকরণ এবং ডিভাইসগুলি বিকাশ করতে প্রকৃতির নকশা নীতিগুলি ব্যবহার করে যা ওষুধকে রূপান্তরিত করবে এবং আরও টেকসই বিশ্ব তৈরি করবে।