Ciência Surpreendente

Os cientistas criam um material 'semelhante à vida' que possui metabolismo e pode se auto-reproduzir

Uma inovação pode levar a máquinas em evolução realistas.

Shogo Hamada / Universidade Cornell

Cientistas da Universidade Cornell elaboram um material com 3 características essenciais da vida.
O objetivo dos pesquisadores não é criar vida, mas máquinas realistas.
Os pesquisadores conseguiram programar o metabolismo no DNA do material.

Os engenheiros da Cornell University criaram um material artificial que tem três características principais de vida - metabolismo, automontagem e organização. Os engenheiros conseguiram realizar tal feito usando DNA para fazer máquinas a partir de biomateriais que teriam características de coisas vivas.

Dobrando seu processo TRAÇO para materiais de 'Montagem e Síntese de Hierarquia baseada em DNA', os cientistas criaram um material de DNA que possui metabolismo - o conjunto de processos químicos que convertem alimentos em energia necessária para a manutenção da vida.

O objetivo dos cientistas não é criar uma forma de vida, mas uma máquina com características semelhantes à vida, com Dan Luo , professor de engenharia biológica e ambiental, apontando 'Não estamos fazendo algo que esteja vivo, mas estamos criando materiais que são muito mais realistas do que nunca.'

A principal inovação aqui é o metabolismo programado que é codificado nos materiais de DNA. O conjunto de instruções para o metabolismo e a regeneração autônoma permite que o material cresça por conta própria.

Em seu jornal, os cientistas descreveram o metabolismo como o sistema pelo qual 'os materiais que constituem a vida são sintetizados, reunidos, dissipados e decompostos de forma autônoma de maneira controlada e hierárquica usando processos biológicos'.

Para continuar, um organismo vivo deve ser capaz de gerar novas células, enquanto descarta as velhas e os resíduos. É esse processo que os cientistas da Cornell duplicaram usando o DASH. Eles desenvolveram um biomaterial que pode surgir por conta própria a partir de blocos de construção em nanoescala. Ele pode se organizar em polímeros primeiro e em formatos de mesoescala depois.

As moléculas de DNA nos materiais foram duplicadas centenas de milhares de vezes, resultando em cadeias de DNA repetidas com alguns milímetros de comprimento. A solução com a reação foi injetada em um dispositivo microfluídico especial que facilitou a biossíntese.

Esse fluxo lavou os materiais, fazendo com que o DNA sintetizasse seus próprios fios. O material tinha até locomoção própria, com a extremidade dianteira crescendo enquanto a cauda se degradava, fazendo-o rastejar para frente.

Esse fato permitiu que os pesquisadores tivessem porções dos materiais competindo entre si.

“Os designs ainda são primitivos, mas mostraram uma nova rota para criar máquinas dinâmicas a partir de biomoléculas. Estamos na primeira etapa da construção de robôs realistas por meio do metabolismo artificial ', explicou Shogo Hamada , o autor principal e co-correspondente do artigo, bem como palestrante e pesquisador associado no laboratório Luo. 'Mesmo a partir de um design simples, fomos capazes de criar comportamentos sofisticados, como corrida. O metabolismo artificial pode abrir uma nova fronteira na robótica. '

Padrões DASH gerados.

Crédito: Shogo Hamada / Cornell University

O material criado durou dois ciclos de síntese e degradação, mas a longevidade pode ser estendida, acham os pesquisadores. Isso poderia levar a mais gerações do material, eventualmente resultando em 'máquinas de auto-reprodução realistas', disse Hamada.

Ele também prevê que o sistema pode resultar em uma 'possibilidade auto-evolutiva'.

Próximo para o material? Os engenheiros estão tentando fazer com que ele reaja aos estímulos e seja capaz de buscar luz ou comida por conta própria. Eles também querem que seja capaz de evitar estímulos prejudiciais.